Effects of Neurotrophin-3 Plasmids on Myocyte Apoptosis and Ca²⁺-ATPase Content in the Muscle After Nerve Injury in Rats

Abstract

We estimated the influence of plasmids with DNA carrying the neurotrophin-3 (NT-3) gene on apoptosis in the gastrocnemius muscle and content of Ca²⁺-ATPase in the latter after sciatic nerve injury. Sixty adult Wistar rats were randomly divided into the saline (control) and NT-3 groups. The related indices, such as expression of caspase-3 protein, the rate of apoptosis in the muscle evaluated using a TUNEL technique, and the level of Ca²⁺-ATPase estimated using Western blot, were observed. Expression of caspase-3 protein was elevated at different post-operative times after peripheral nerve injury; NT-3 expression and the rate of muscle cell apoptosis decreased, whereas the level of Ca²⁺-ATPase in the sarcoplasmic reticulum increased; significant differences were observed compared with the saline group (P < 0.05). The mitigation mechanism of NT-3 on muscle atrophy after peripheral nerve injury is expressed as inhibition of caspase-3 gene expression, increase in the Ca²⁺-ATPase level, and reduction in the rate of muscle apoptosis.

Ми вивчали вплив плазмід із ДНК, що несе ген нейротрофіну-3 (NT-3), на апоптоз міоцитів у m. gastrocnemius та вміст Ca²⁺-ATФази в цьому м’язі після перерізання сідничного нерва. 60 дорослих щурів лінії Вістар були рандомізовано поділені на контрольну (введення фізіологічного розчину) та NT-3-групи. Оцінювали відповідні показники – експресію протеїну каспази-3, рівень апоптозу в м’язі (з використанням TUNEL-методики) та рівень Ca²⁺-ATФази (з використанням Вестерн-блотингу). Експресія білка каспази-3 в різні часові інтервали після пошкодження периферичного нерва була підвищеною; експресія NT-3 та рівень апоптозу м’язових клітин були знижені, а вміст Ca²⁺-ATФази в саркоплазматичному ретикулумі – підвищеним. Відмінності цих показників щодо таких у контрольній групі були вірогідними (P < 0.05). Обмежуючі впливи NT-3 на процес м’язової атрофії після пошкодження периферичного нерва виявлялись як інгібування експресії гена каспази-3, підвищення вмісту Ca²⁺-ATФази та зниження інтенсивності апоптозу в м’язі.