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Effects of sub-acute and sub-chronic inhalation of 1-bromopropane on neurogenesis in adult rats.

Published date 2012 Dec 21

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Effects of sub-acute and sub-chronic inhalation of 1-bromopropane on neurogenesis in adult rats.

成体ラットにおける神経形成に関する1-ブロモプロパンの亜急性および亜慢性吸入法の効果。

Published date

2012-12-21

Author

Lingyi Zhang, Taku Nagai, Kiyofumi Yamada, Daisuke Ibi, Sahoko Ichihara, Kaviarasan Subramanian, Zhenlie Huang, Sahabudeen Sheik Mohideen, Hisao Naito, Gaku Ichihara

Affiliation

Department of Occupational and Environmental Health, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya, Japan.

Abstract

PURPOSE: 1-Bromopropane (1-BP) intoxication is associated with depression and cognitive and memory deficits. The present study tested the hypothesis that 1-BP suppresses neurogenesis in the dentate gyrus, which is involved in higher cerebral function, in adult rats.

 

METHODS: Four groups of 12 male Wistar rats were exposed to 0, 400, 800, 1000 ppm 1-BP, 8 h/day for 7 days. Another four groups of six rats each were exposed to 0, 400, 800 and 1000 ppm 1-BP for 2 weeks followed by 0, 200, 400 and 800 ppm for another 2 weeks, respectively. Another four groups of six rats each were exposed to 0, 200, 400 and 800 ppm 1-BP for 4 weeks. Rats were injected with 5-bromo-2'-deoxy-uridine (BrdU) after 4-week exposure at 1000/800 ppm to examine neurogenesis in the dentate gyrus by immunostaining. We measured factors known to affect neurogenesis, including monoamine levels, and mRNA expression levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and glucocorticoid receptor (GR), in different brain regions.

 

RESULTS: BrdU-positive cells were significantly lower in the 800/1000 ppm-4-week group than the control. 1-Week exposure to 1-BP at 800 and 1000 ppm significantly reduced noradrenalin level in the striatum. Four-week exposure at 800 ppm significantly decreased noradrenalin levels in the hippocampus, prefrontal cortex and striatum. 1-BP also reduced hippocampal BDNF and GR mRNA levels.

 

CONCLUSION: Long-term exposure to 1-BP decreased neurogenesis in the dentate gyrus. Downregulation of BDNF and GR mRNA expression and low hippocampal norepinephrine levels might contribute, at least in part, to the reduced neurogenesis.

 

目的:1-Bromopropane(1-血圧)中毒は、鬱病と認識および記憶障害を伴う。
本研究は、1-血圧が歯状回(それはより高い脳機能に関係している)で成体ラットで神経形成を抑制するという仮説を検証した。


方法12の男性のウィスターラットの4つの群は、0、400、800、1000ppmの1-血圧(7日間の8時間/日)にさらされた。
6匹のラットのさらに4つの群は、それぞれさらに2週のために0、200、400と800ppmが続く2週の間、0、400、800と1000ppmの1-血圧に、各々さらされた。
6匹のラットのさらに4つの群は、4週の間0、200、400と800ppmの1-血圧に、各々さらされた。
ラットは、免疫染色によって歯状回で神経形成を調べるために、1000/800ppmで4週間の暴露の後5-ブロモ-2'-デオキシウリジン(BrdU)を注射された。
我々は神経形成(モノアミン・レベルを含む)に影響を及ぼすために知られている因子を測定した、そして、異なる脳領域で、mRNA発現は脳由来神経栄養因子(BDNF)と糖質コルチコイドレセプター(GR)の水平になる。


結果BrdU陽性細胞は、800/1000ppm-4-週群で、制御より有意に低かった。
800と1000ppmの1-血圧への1週間の露出は、線状体でノルアドレナリン・レベルを有意に低下させた。
800ppmの4週間の暴露は、海馬、前前頭皮質と線状体でノルアドレナリン・レベルを有意に低下させた。
1-血圧は、海馬BDNFとGR mRNAレベルも低下させた。


結論1-血圧への長期の露出は、歯状回で神経形成を減少させた。
BDNFとGR mRNA発現と低い海馬ノルエピネフリン・レベルの減少は、少なくとも一つには、減少した神経形成の一因となるかもしれない。


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