vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.55959/MSU0137-0952-16-79-2S-8vestnik-bio-msu-1383Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕRESEARCH ARTICLEМоделирование предсимптомной стадии паркинсоноподобного состояния на животных (грызуны и обезьяны)Modeling the pre-symptomatic stage of hemi-parkinsonian state in animals (rodents and monkeys)https://orcid.org/0000-0002-0546-8767ТимошинаЮ. А.TimoshinaYu. A.

Тимошина Юлия Анатольевна – аспирант кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12;

мл. науч. сотр. лаб. экспериментальной и трансляционной нейрохимии Института мозга, 125367, г. Москва, шоссе Волоколамское, д. 80

Department of Neurobiology, School of Biology, Leninskie gory 1–12, Moscow, 119234;

Volokolamskoye sh. 80, Moscow, 125367

timoshina.yu.a@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9110-8946ТерещенкоЛ. В.TereshchenkoL. V.

Терещенко Леонид Викторович – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета,

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Department of Neurobiology, School of Biology, 

Leninskie gory 1–12, Moscow, 119234

lter@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1129-6033КуликоваО. И.KulikovaO. I.

Куликова Ольга Игоревна – канд. биол. наук, науч. сотр. лаб. экспериментальной и трансляционной нейрохимии Института мозга,

125367, г. Москва, шоссе Волоколамское, д. 80

Volokolamskoye sh. 80, Moscow, 125367

kulikova@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0483-1640ФедороваТ. Н.FedorovaT. N.

Федорова Татьяна Николаевна – докт. биол. наук, гл. науч. сотр. лаб.  экспериментальной и трансляционной нейрохимии Института мозга,

125367, г. Москва, шоссе Волоколамское, д. 80

Volokolamskoye sh. 80, Moscow, 125367

fedorova@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7388-3914ЛатановА. В.LatanovA. V.

Латанов Александр Васильевич – докт. биол. наук, проф., зав. кафедрой высшей нервной деятельности биологического факультета,

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Department of Neurobiology, School of Biology, 

Leninskie gory 1–12, Moscow, 119234

latanov@neurobiology.ruМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Научный центр неврологииРоссияLomonosov Moscow State University; Research Center of NeurologyRussian FederationМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationНаучный центр неврологииРоссияResearch Center of NeurologyRussian Federation202427082024792S8188Copyright © Тимошина Ю.А., Терещенко Л.В., Куликова О.И., Федорова Т.Н., Латанов А.В., 20242024Тимошина Ю.А., Терещенко Л.В., Куликова О.И., Федорова Т.Н., Латанов А.В.Timoshina Y.A., Tereshchenko L.V., Kulikova O.I., Fedorova T.N., Latanov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1383

Исследованы изменения поведения и состояния грызунов и обезьян, наблюдаемые на ранней (предсимптомной) стадии до видимого проявления характерных симптомов при формировании паркинсонподобного синдрома. На модели паркинсоноподобного синдрома у грызунов, индуцированного хроническим введением низких доз токсина ротенона, исследованы последовательные стадии развития нейропатологических процессов – когнитивные нарушения, развивающиеся с 1–2-й нед. воздействия ротенона, незначительные двигательные нарушения на 3–4-й нед. до возникновения выраженной двигательной дисфункции, а также некоторые биохимические показатели. На модели паркинсоноподобного синдрома у обезьян (Macaca mulatta) при хроническом введении низких доз токсина 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетра-гидропиридина (МФТП), исследованы характеристики зрительно вызванных саккад при выполнении инструментальной условнорефлекторной задачи. По мере развития МФТП-синдрома выявлено увеличение латентных периодов зрительно вызванных саккад, а также снижение их точности при сохранении устойчивого инструментального поведения. Негативные поведенческие эффекты у грызунов и обезьян, а также биохимические эффекты у грызунов проявлялись на предсимптомной стадии заболевания, что позволяет рассматривать их как ранние маркеры парикинсоноподобного синдрома.

The behavioral and functional states preceding the onset specific parkinsonian symptoms were studied at an early (pre-symptomatic) stage of hemi-parkinsonian syndrome development in rodents and monkeys. The pre-symptomatic stage of the hemi-parkinsonian syndrome was determined in rodents (mice and rats) treated by chronic administration of low doses of rotenone toxin. The consecutive steps of neuropathological traits development in rodents included the cognitive impairment at the 1st-2nd week of exposure to rotenone, minor movement disorders at the 3st-4nd week before the onset of severe motor dysfunction as well as some biochemical indicators. The latencies and amplitudes of visually guided saccades (VGS) while conditioned instrumental task performing were studied in nonhuman primates (Macaca mulatta) chronically treated with low doses of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). The elongation of VGS latencies and the decline of their accuracy were revealed with development of MPTP-induces syndrome but conditioned instrumental performance was not affected. The negative behavioral effects manifested in animals at the pre-symptomatic stage of toxins induced disease both in the rotenone model in rodents and in MPTP model in monkeys suggesting them as early markers of a hemi-parkinsonian syndrome.

модель паркинсонизмаротенонМФТПкрысымыши C57BL/6макакарезусинструментальный рефлекссаккадыParkinsonism modellingrotenoneratmice C57Bl/6neurotoxin MPTPMacaca mulattainstrumental conditioningsaccadeReferencesXia R., Mao Z.H. Progression of motor symptoms in Parkinson’s disease. Neurosci. Bull. 2012;28(1):39–48.Xia R., Mao Z.H. Progression of motor symptoms in Parkinson’s disease. Neurosci. Bull. 2012;28(1):39–48.Schiesling C., Kieper N., Seidel K., Krüger R. Familial Parkinson’s disease-genetics, clinical phenotype and neuropathology in relation to the common sporadic form of the disease. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2008;34(3):255–271.Schiesling C., Kieper N., Seidel K., Krüger R. Familial Parkinson’s disease-genetics, clinical phenotype and neuropathology in relation to the common sporadic form of the disease. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2008;34(3):255–271.Sian J., Dexter D.T., Lees A.J., Daniel S., Agid Y., Javoy-Agid F., Jenner P., Marsden CD. Alterations in glutathione levels in Parkinson’s disease and other neurodegenerative disorders affecting basal ganglia. Ann. Neurol. 1994;36:348–355.Sian J., Dexter D.T., Lees A.J., Daniel S., Agid Y., Javoy-Agid F., Jenner P., Marsden CD. Alterations in glutathione levels in Parkinson’s disease and other neurodegenerative disorders affecting basal ganglia. Ann. Neurol. 1994;36:348–355.Rodriguez M., Morales I., Rodriguez-Sabate C., Sanchez A., Castro R., Brito J.M., Sabate M. The degeneration and replacement of dopamine cells in Parkinson’s disease: the role of aging. Front. Neuroanat. 2014;8:80.Rodriguez M., Morales I., Rodriguez-Sabate C., Sanchez A., Castro R., Brito J.M., Sabate M. The degeneration and replacement of dopamine cells in Parkinson’s disease: the role of aging. Front. Neuroanat. 2014;8:80.Segura-Aguilar J., Paris I., Muñoz P., Ferrari E., Zecca L., and Zucca F.A. Protective and toxic roles of dopamine in Parkinson’s disease. J. Neurochem. 2014;129(6):898–915.Segura-Aguilar J., Paris I., Muñoz P., Ferrari E., Zecca L., and Zucca F.A. Protective and toxic roles of dopamine in Parkinson’s disease. J. Neurochem. 2014;129(6):898–915.Tolosa E., Compta Y., Gaig C. The premotor phase of Parkinson’s disease. Parkinsonism Relat Disord. 2007;310(1–2):S2–S7.Tolosa E., Compta Y., Gaig C. The premotor phase of Parkinson’s disease. Parkinsonism Relat Disord. 2007;310(1–2):S2–S7.Braak H., Del Tredici K., Rüb U., de Vos R.A., Jansen Steur E.N., Braak E. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson’s disease. Neurobiol. Aging. 2003;24(2):197–211.Braak H., Del Tredici K., Rüb U., de Vos R.A., Jansen Steur E.N., Braak E. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson’s disease. Neurobiol. Aging. 2003;24(2):197–211.Pretegiani E., Optican L.M. Eye movements in Parkinson’s Disease and inherited parkinsonian syndromes. Front. Neurol. 2017;8:592.Pretegiani E., Optican L.M. Eye movements in Parkinson’s Disease and inherited parkinsonian syndromes. Front. Neurol. 2017;8:592.Schneider J.S., Kovelowski C.J. Chronic exposure to low doses of MPTP. I. Cognitive deficits in motor asymptomatic monkeys. Brain Res. 1990;519(1):122–128.Schneider J.S., Kovelowski C.J. Chronic exposure to low doses of MPTP. I. Cognitive deficits in motor asymptomatic monkeys. Brain Res. 1990;519(1):122–128.Ma W., Li M., Wu J., Zhang Z., Jia F., Zhang M., Bergman H., Li X., Ling Z., Xu X. Multiple step saccades in simply reactive saccades could serve as a complementary biomarker for the early diagnosis of Parkinson’s disease. Front. Aging Neurosci. 2022;14:912967.Ma W., Li M., Wu J., Zhang Z., Jia F., Zhang M., Bergman H., Li X., Ling Z., Xu X. Multiple step saccades in simply reactive saccades could serve as a complementary biomarker for the early diagnosis of Parkinson’s disease. Front. Aging Neurosci. 2022;14:912967.Zhang ZN, Zhang JS, Xiang J, Yu ZH, Zhang W, Cai M, Li XT, Wu T, Li WW, Cai DF. Subcutaneous rotenone rat model of Parkinson’s disease: Dose exploration study. Brain Res. 2017;1655:104–113.Zhang ZN, Zhang JS, Xiang J, Yu ZH, Zhang W, Cai M, Li XT, Wu T, Li WW, Cai DF. Subcutaneous rotenone rat model of Parkinson’s disease: Dose exploration study. Brain Res. 2017;1655:104–113.Troshev D., Berezhnoy D., Kulikova O., Abaimov D., Muzychuk O., Nalobin D., Stvolinsky S., Fedorova T. The dynamics of nigrostriatal system damage and neurobehavioral changes in the rotenone rat model of Parkinson’s disease. Brain Res Bull. 2021;73:1–13.Troshev D., Berezhnoy D., Kulikova O., Abaimov D., Muzychuk O., Nalobin D., Stvolinsky S., Fedorova T. The dynamics of nigrostriatal system damage and neurobehavioral changes in the rotenone rat model of Parkinson’s disease. Brain Res Bull. 2021;73:1–13.Troshev D., Voronkov D., Pavlova A., Abaimov D., Latanov A., Fedorova T., Berezhnoy D. Time course of neurobehavioral disruptions and regional brain metabolism changes in the rotenone mice model of Parkinson’s disease. Biomedicines. 2022;10(2):466.Troshev D., Voronkov D., Pavlova A., Abaimov D., Latanov A., Fedorova T., Berezhnoy D. Time course of neurobehavioral disruptions and regional brain metabolism changes in the rotenone mice model of Parkinson’s disease. Biomedicines. 2022;10(2):466.Терещенко Л.В., Латанов А.В. Нарушения зрительно-моторных функций при развитии МФТП-индуцированного паркисоноподобного синдрома у обезьян. Журн. высш. нервн. деят. 2018;68(4):496–513.Терещенко Л.В., Латанов А.В. Нарушения зрительно-моторных функций при развитии МФТП-индуцированного паркисоноподобного синдрома у обезьян. Журн. высш. нервн. деят. 2018;68(4):496–513.Tereshchenko L.V., Anisimov V.Т., Shul’govsky V.V., Latanov A.V. Early changes of saccade parameters in monkeys at the developments of MPTP-induced hemiparkinsonism. Perception. 2015;44(8–9):1054–1063.Tereshchenko L.V., Anisimov V.Т., Shul’govsky V.V., Latanov A.V. Early changes of saccade parameters in monkeys at the developments of MPTP-induced hemiparkinsonism. Perception. 2015;44(8–9):1054–1063.Clarke C.E., Sambrook M.A., Mitchell I.J., Crossman A.R. Levodopa induced dyskinesia and response fluctuations in primates rendered Parkinsonian with 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). J. Neurol. Sci. 1987;78(3):273–280.Clarke C.E., Sambrook M.A., Mitchell I.J., Crossman A.R. Levodopa induced dyskinesia and response fluctuations in primates rendered Parkinsonian with 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). J. Neurol. Sci. 1987;78(3):273–280.Robinson D.A. A method of measuring eye movement using a scleral search coil in a magnetic field. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1963;10(4):137–145.Robinson D.A. A method of measuring eye movement using a scleral search coil in a magnetic field. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1963;10(4):137–145.Терещенко Л.В., Кузнецов Ю.Б., Латанов А.В., Шульговский В.В. Методика хронической электромагнитной регистрации движений глаз и головы у обезьян. Журн. высш. нерв. деят. 2000;50(5):889–894.Терещенко Л.В., Кузнецов Ю.Б., Латанов А.В., Шульговский В.В. Методика хронической электромагнитной регистрации движений глаз и головы у обезьян. Журн. высш. нерв. деят. 2000;50(5):889–894.Mishkin M., Ungerleider L.G., Macko K.A. Object vision and spatial vision: two cortical pathways. Trends Neurosci. 1983;6(10):414–417.Mishkin M., Ungerleider L.G., Macko K.A. Object vision and spatial vision: two cortical pathways. Trends Neurosci. 1983;6(10):414–417.Ратманова П.О., Напалков Д.А., Богданов Р.Р., Латанов А.В., Турбина Л.Г., Шульговский В.В. Влияние дефицита дофамина на процесс подготовки зрительновызванных саккадических движений глаз. Журн. высш. нерв. деят. 2006;56(5):590–596.Ратманова П.О., Напалков Д.А., Богданов Р.Р., Латанов А.В., Турбина Л.Г., Шульговский В.В. Влияние дефицита дофамина на процесс подготовки зрительновызванных саккадических движений глаз. Журн. высш. нерв. деят. 2006;56(5):590–596.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.