The roles of the necroptotic and excitotoxic pathways in diisopropyl fluorophosphate-induced neuronal necrosis

坏死性凋亡和兴奋性毒性途径在氟磷酸二异丙酯诱导的神经元坏死中的作用

基本信息

项目摘要

Our objective in this project is to determine the destructive seizure-inducing effects of the systemically administered organophosphate diisopropyl fluorophosphate (DFP) on rat brain, and to determine the roles of the necroptotic and exitotoxic pathways of programmed necrosis in DFP- induced neuronal necrosis. For Specific Aim 1 we will determine the time course and degree of neuronal necrosis (using the hematoxylin and eosin [H & E] stain) and nuclear translocation of receptor-interacting protein (kinase)-1 (RIP1), receptor-interacting protein (kinase)-3 (RIP3) and mixed lineage kinase domain-like protein (MLKL), using immunofluorescence microscopy, 6, 24 and 72 h after DFP administration in dorsal hippocampal CA1-CA3 and hilus. For Specific Aim 2 we will determine if co-administration of diazepam (the current standard of care) with either the RIP1 inhibitor 7-Cl-O-necrostatin-1 (7-Cl-O-nec-1) or the NMDA-receptor antagonist MK-801 (dizocilpine), given 60 min after DFP injection, are neuroprotective and if 7-Cl-O-nec-1 reduces nuclear translocation of RIP1, RIP3 and MLKL in the hippocampus 24 h (or 6 or 72 h, depending on the results of Specific Aim 1) after DFP injection. For Specific Aim 3 we will determine if co-administration of diazepam and both 7-Cl-O-nec-1 and MK-801 60 min after DFP injection provides greater hippocampal neuroprotection than either given by itself. For Specific Aim 4 we will determine if 7-Cl-O-Nec-1 and/or MK-801 (depending on the results of Specific Aims 2 and 3) provides greater neuroprotection and better spatial learning and memory in DFP-treated rats compared to those given vehicle two one months after DFP-induced status epilepticus (SE). The methods that we will use are (1) in situ transcardiac perfusion-fixation of the brain with 4% phosphate-buffered paraformaldehyde for light and immunofluorescence microscopy; (2) the stereological optical fractionator for unbiased estimates of hippocampal CA1-3 and hilar neurons after 60-µm-thick coronal sections are stained with H & E for light microscopy (Specific Aims 1-4) or RIP1, RIP3 and MLKL antibodies for immunofluorescence microscopy (Specific Aim 2); (3) subcellular fractionation and western blots as a separate approach to confirm the degree of nuclear translocation of RIP1, RIP3 and MLKL from DFP-induced SE (Specific Aim 2); and (4) the Barnes maze, to test rats’ spatial learning and memory two one months after DFP injection, and to correlate findings with the numbers of remaining normal neurons in dorsal hippocampus (Specific Aim 4). We will analyze the data with multi-factor ANOVA and post-hoc t-tests, using pooled standard deviations and α = 0.05. We will determine if inhibition of RIP1 is neuroprotective and if optimal neuroprotection is provided by both 7-Cl-O-nec-1 and MK-801 given together, which, if true, should influence the standard of care following organophosphate exposure.
我们在该项目中的目标是确定癫痫发作诱导的效果 全身施用大鼠大脑上的有机磷酸二异丙磷酸二异丙基磷酸(DFP),然后 确定编程坏死在DFP-的坏死和出口途径的作用 诱导神经元坏死。对于特定目标1,我们将确定时间课程和程度 神经元坏死(使用苏木精和曙红[H&E]染色)和核易位 受体相互作用蛋白(激酶)-1(RIP1),受体相互作用蛋白(激酶)-3(RIP3)和 混合谱系激酶结构域样蛋白(MLKL),使用免疫荧光显微镜6、24和 DFP后72小时内海马CA1-CA3和Hilus。对于特定目标2,我们将 确定地西epa(当前护理标准)是否与RIP1抑制剂共同给药 7-CL-O-NECROSTATIN-1(7-CL-O-NEC-1)或NMDA受体拮抗剂MK-801(Dizocilpine),给定60 DFP注射后的最小值是神经保护性的,如果7-CL-O-NEC-1减少了核易位 24 h(或6或72 h)在海马中的RIP1,RIP3和MLKL,取决于特定的结果 目标1)注射DFP后。对于特定目的3,我们将确定地西ep和地西ep和 DFP注射后60分钟后,7-CL-O-NEC-1和MK-801均可提供更大的海马 神经保护措施比本身给出的任何一个。对于特定目标4,我们将确定是否7-CL-O-NEC-1 和/或MK-801(取决于特定目标2和3的结果)提供了更大的神经保护作用 与给定的车辆相比,DFP处理的大鼠的空间学习和记忆更好 DFP诱导状态癫痫持续状态(SE)几个月。我们将使用的方法是(1)原位 大脑的心脏灌注固定,带有4%磷酸盐缓冲多聚甲醛的光 和免疫荧光显微镜; (2)无偏估计的立体观念分级器 60 µm厚的冠状切片后,海马CA1-3和肺门神经元的含量用H&E染色 光学显微镜(特定目标1-4)或RIP1,RIP3和MLKL抗体用于免疫荧光 显微镜(特定目标2); (3)亚细胞分级和蛋白质印迹作为单独的方法 确认来自DFP诱导的SE的RIP1,RIP3和MLKL的核转运程度(特定 目标2); (4)Barnes迷宫,以测试DFP后两个月后两个月测试老鼠的空间学习和记忆 注射,并将发现与背侧剩余正常神经元的数量相关联 海马(特定目标4)。我们将使用多因素方差分析和事后t检验分析数据, 使用合并的标准偏差和α= 0.05。我们将确定RIP1的抑制是否为 神经保护性且如果提供了7-CL-O-NEC-1和MK-801的最佳神经保护作用 共同影响有机磷酸盐暴露后的护理标准。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
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Programmed mechanisms of status epilepticus-induced neuronal necrosis.
  • DOI:
    10.1002/epi4.12593
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Fujikawa, Denson G.
  • 通讯作者:
    Fujikawa, Denson G.
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