Preconditioning induces prolonged expression of transcription factors pCREB and NF‐κB in the neocortex of rats before and following severe hypobaric hypoxia

Abstract

Preconditioning using mild repetitive hypobaric hypoxia is known to increase a tolerance of brain neurons to severe hypoxia and other injurious exposures. In the present study, the effects of mild hypoxic preconditioning on the expression of transcription factors NF-jB and phosphorylated CREB (pCREB) has been studied in the neocortex of rats exposed to severe hypobaric hypoxia. As revealed by quantitative immunocytochemistry, the injurious severe hypobaric hypoxia (180 Torr, 3 h) remarkably reduced the neocortical levels of pCREB and NF-jB. The three-trial hypoxic preconditioning (360 Torr, 2 h, 3 days) induced persistent up-regulation of pCREB and NF-jB expression in the neocortex of rats 3-24 h following the severe hypoxia. In addition, the preconditioning alone which was not followed by the severe hypoxia, considerably increased neocortical pCREB and NF-jB levels. The findings suggest a role for transcription factors cAMP response element-binding protein and NF-jB in the neuroprotective mechanisms activated by the hypoxic preconditioning.

Docosahexaenoic Acid Pretreatment Confers Protection and Functional Improvements after Acute Spinal Cord Injury in Adult Rats

“…Dietary DHA increases the levels of activated Akt and CREB in rats (Wu et al, 2008). These signaling pathways play a major role in DHA-mediated neuronal survival (Akbar and Kim, 2002), provide resistance to CNS insults (Kitagawa, 2007;Nakajima et al, 2002;Rybnikova et al, 2008), and increase endogenous protection in the retina (Dreixler et al, 2009). Our findings showing that Akt and CREB expression was upregulated in DHA-pretreated rats are in agreement with the involvement of these molecules in estrogen-mediated neuroprotection after SCI (Yune et al, 2008).…”

Hypoxic preconditioning modifies the activity of prond antioxidant systems in rat hippocampus

“…Ранее на используемой в настоящем исследовании экспериментальной модели установлено, что запускаемые гипоксическим прекондиционированием механизмы нейропротекции включают индукцию ранних генов и их продуктов -транскрипционных факторов [10,11,28], антиапоптозных факторов семейства генов bcl-2 [26,27], цитозольных и митохондриальных антиоксидантов [23][24][25]. Кроме того, гипоксическое прекондиционирование существенно повышает стрессореактивность гипофизарно-адренокортикальной системы, одновременно нормализуя её регуляцию по принципу отрицательной обратной связи, что, возможно, представляет один из ключевых механизмов адаптивного и антидепрессивного действия гипоксического прекондиционирования [8].…”

“…Полученные в нашей лаборатории данные на модели гипобарической гипоксии выявили, что тяжелая гипобарическая гипоксия вызывает существенные расстройства поведения крыс и вызывает длительные нарушения в протекании ключевых молекулярно-клеточных процессов и окислительный стресс [4,[10][11][12]. Также было продемонстрировано, что именно использование трёхкратного прекондиционирования умеренной гипобарической гипоксии наилучшим образом компенсирует нарушения, вызываемые последующей тяжелой гипобарической гипоксией [4,12].…”

Hypoxic conditioning and the central nervous system: A new therapeutic opportunity for brain and spinal cord injuries?

“…14 The outbreak of this phase is driven by third messengers either inducible (c-Fos, NGFI-A, HIF-1) or ubiquitous (pCREB, NF-kB) acting as transcription factors and implied in the regulation of genome transcription. 15,16 The targeted genes are neurotrophins (and mostly the brain-derived neurotrophic factor BDNF), mitochondrial and cytosolic antioxydant enzymes, antiapoptotic factors, erythropoietin (EPO, which has direct neuroprotective effects) and through the up-regulation of the vascular endothelial growth factor (VEGF, implied in neurovascular remodeling). 7,9 The precise mechanisms of HC remain not fully understood and some questions remain unresolved, such as the adequate timing of appliance before or after injury onset, and also the optimal hypoxic regimen (dose, sustained/ intermittent hypoxia, number of sessions) limiting their applicability and translation from bench to bedside.…”