Abstract
Russian Autistic spectrum disorders (ASD) represent conditions starting in childhood, which are characterized by diff iculties with social interaction and communication, as well as non-typical and stereotyping models of behavior. The mechanisms and the origin of these disorders are not yet understood and thus far there is a lack of prophylactic measures for these disorders. The current study aims to estimate neuronal density in the prefrontal cortex and four hippocampal subf ields, i. e. СA1, СA2, СA3, and DG in Clstn2-KO mice as a genetic model of ASD. In addition, the level of neurogenesis was measured in the DG area of the hippocampus. This mouse strain was obtained by a knockout of the calsinthenin-2 gene (Clsnt2) in C57BL/6J mice; the latter (wild type) was used as controls. To estimate neuronal density, serial sections were prepared on a cryotome for the above-mentioned brain structures with the subsequent immunohistochemical labeling and confocal microscopy; the neuronal marker (anti-NeuN) was used as the primary antibody. In addition, neurogenesis was estimated in the DG region of the hippocampus; for this purpose, a primary antibody against doublecortin (anti-DCX) was used. In all cases Goat anti-rabbit IgG was used as the secondary antibody. The density of neurons in the CA1 region of the hippocampus was lower in Clstn2-KO mice of both sexes as compared with controls. Moreover, in males of both strains, neuronal density in this region was lower as compared to females. Besides, the differences between males and females were revealed in two other hippocampal regions. In the CA2 region, a lower density of neurons was observed in males of both strains, and in the CA3 region, a lower density of neurons was also observed in males as compared to females but only in C57BL/6J mice. No difference between the studied groups was revealed in neurogenesis, nor was it in neuronal density in the prefrontal cortex or DG hippocampal region. Our new f indings indicate that calsyntenin-2 regulates neuronal hippocampal density in subf ield-specif ic manner, suggesting that the CA1 neuronal subpopulation may represent a cellular target for early-life preventive therapy of ASD. Расстройства аутистического спектра (РАС) – это группа состояний, возникающих в детском возрасте, для которых характерны трудности с социальным взаимодействием и общением, a также нетипичные модели поведения и склонность к стереотипии. Механизмы возникновения этой группы расстройств до сих пор не вполне понятны, и, следовательно, отсутствуют соответствующие методы профилактики. Целью исследования была оценка плотности нейронов в медиальной префронтальной коре и четырех областях гиппокампа, а именно СA1, СA2, СA3 и зубчатой извилины (DG) у мышей линии Clstn2-KO, которая может выступать в качестве генетической модели РАС. Кроме того, охарактеризовали уровень нейрогенеза в области DG гиппокампа. Данная линия получена путем нокаута гена кальсинтенина-2 (Clstn2) на основе мышей линии С57BL/6J; последняя была использована в настоящем исследовании в качестве контроля. Для определения плотности нейронов изготавливали серийные срезы соответствующих областей мозга на криотоме с последующим иммуногистохимическим окрашиванием и конфокальной микроскопией, для чего использовали нейрональный маркер (anti-NeuN) в качестве первичного антитела. Наряду с этим в области DG гиппокампа оценивали нейрогенез, для чего проводили иммуногистохимическое окрашивание с применением антитела против даблкортина (anti-DCX). В обоих случаях в качестве вторичного антитела был Goat anti-rabbit IgG. Плотность нейронов в области гиппокампа СА1 была снижена как у самцов, так и самок мышей Clstn2-KO по сравнению с контролем; у самцов обеих линий плотность нейронов была ниже в этой области по сравнению с самками. Помимо этого, были обнаружены различия между самцами и самками в двух других областях гиппокампа: в области CA2 – у мышей обеих исследованных линий, а в области CA3 лишь у мышей C57BL/6J плотность нейронов была меньше у самцов по сравнению с самками. Различий между исследованными группами в уровне нейрогенеза, а также в плотности нейронов в префронтальной коре и области DG гиппокампа не обнаружено. Полученные результаты показывают, что нокаут по гену Clstn2 приводит к избирательному снижению плотности нейронов в CA1-области гиппокампа, что может представлять собой клеточную мишень для ранней профилактики и возможной терапии РАС.