Perinatal Nicotine Exposure Upregulates ERα In the Dentate Gyrus of Adult Male Rat Offspring

• Main Author: Boucher, Julie
• Other Authors: Konkle, Anne T.M.
• Language: en
• Published: Université d'Ottawa / University of Ottawa 2015
• Subjects: nicotine; estrogen receptor; immunohistochemistry; astrocyte; neuron
• Online Access: http://hdl.handle.net/10393/32957; http://dx.doi.org/10.20381/ruor-2838

Cigarette smoking during pregnancy contributes to the development of neurological health problems in offspring. As a result, public health organizations are recommending NRT to pregnant women to wean them off tobacco. If nicotine itself is injurious to the developing brain, then nicotine substitution may not eliminate the deleterious health outcomes of maternal smoking. In studies of cognitive decline, estradiol elicits a neuroprotective effect through ER activation. However, the underlying mechanism remains unclear. Evidence suggests that estrogen-mediated neuroprotection is activated through glial cell interaction, mitigating inflammation and protecting neurons critical for learning and memory. If NRT antagonizes these cellular targets, it may put individuals at risk for future cognitive impairments. Randomly assigned nulliparous female Wistar rats were injected subcutaneously with 1 mg/kg/day of nicotine bitartrate or saline for 2 weeks before mating until weaning (PND 21). Pups (saline n=6 and nicotine, n=6) were sacrificed at 26 weeks of age and the hippocampal formation was processed for Nissl and immunohistochemical staining for GFAP and ERα. Gestational exposure to nicotine only produced a significant increase in the expression of ERα in the DG of the hippocampus. While additional research is needed, these findings suggest that NRT might indeed interfere with proper brain development, making offspring increasingly susceptible to long-term adverse health effects. Le tabac fumé pendant la grossesse affecte de manière importante le développement neurologique de la progéniture, y compris à long terme. C’est pourquoi, les autorités de la santé publique recommandent les substituts nicotiniques comme soutien au sevrage tabagique chez les femmes enceintes. Si le danger se situe dans la nicotine de la cigarette, alors les produits de substitution nicotiniques risquent également d’interférer avec le développement cérébral. De nombreuses données expérimentales convergent pour attribuer un rôle protecteur à l’oestradiol sur le fonctionnement cognitif. Par contre, le mécanisme sous-jacent est inconnu. Il se peut que l’oestradiol arrive à neutraliser la réaction inflammatoire provoquée par les cellules gliales, amoindrissant la détérioration des neurones impliqués au niveau de la mémoire. Ainsi, une perturbation de ce mécanisme par la nicotine pourrait engendrer une détérioration progressive des fonctions cognitives. Des rats femelles Wistars nullipares assignées de façon alléatoire à un groupe ont reçu soit une injection sous-cutanée de 1mg/kg/jour de nicotine bitartrate ou de saline, 2 semaines avant l’accouplement jusqu'au sevrage au jour 21 postnatal. A 26 semaines, les ratons furent sacrifiés (saline n=6 et nicotine, n=6) et une analyse du Nissl et immunohistochimique de GFAP et ERα furent réalisées sur les formations hippocampiques. L’exposition prénatale à la nicotine a seulement augmenté significativement l’expression de ERα dans le GD de l’hippocampe. Alors que des études plus approfondies sont nécessaires, ces résultats suggèrent que les substituts nicotiniques affectent le développement neurologique périnatal, ce qui risque d’entrainer des répercussions a long terme sur la santé.