Chronic stress produces structural changes and neuronal damage especially in the hippocampus. Because neurotrophic factors affect neuron survival, we questioned whether they might be relevant to the heightened vulnerability of hippocampal neurons following stress. To begin investigating this possibility, we examined the effects of immobilization stress (2 hr/d) on the expression of neurotrophic factors in rat brains using in situ hybridization. We found that single or repeated immobilization markedly reduced brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mRNA levels in the dentate gyrus and hippocampus. In contrast, NT-3 mRNA levels were increased in the dentate gyrus and hippocampus in response to repeated but not acute stress. Stress did not affect the expression of neurotrophin-4, or tyrosine receptor kinases (trkB or C). Corticosterone negative feedback may have contributed in part to the stress-induced decreases in BDNF mRNA levels, but stress still decreased BDNF in the dentate gyrus in adrenalectomized rats suggesting that additional components of the stress response must also contribute to the observed changes in BDNF. However, corticosterone-mediated increases in NT-3 mRNA expression appeared to be primarily responsible for the effects of stress on NT-3. These findings demonstrate that BDNF and NT-3 are stress-responsive genes and raise the possibility that alterations in the expression of these or other growth factors might be important in producing some of the physiological and pathophysiological effects of stress in the hippocampus.

The rat is now extensively used for studies on focal cerebral ischemia, and several novel pharmacological principles have been worked out in rat models of middle cerebral artery occlusion. The objective of the present study was to assess how ischemic tissue can be salvaged by reperfusion in a model of transient focal ischemia that gives infarction of both the caudoputamen and the neocortex. The middle cerebral artery of anesthetized rats was occluded for 15, 30, 60, 90, 120, or 180 minutes by an intraluminal filament, and recirculation was instituted for 7 days to allow assessment of the density and localization of ischemic brain damage using histopathologic techniques. Local cerebral blood flow was measured in separate animals to verify that removal of the filament was followed by adequate recirculation. Following 15 minutes of middle cerebral artery occlusion seven of eight rats showed selective neuronal necrosis in the caudoputamen, while the neocortex was normal. After 30 minutes of occlusion, seven of eight animals had infarcts localized to the lateral caudoputamen, and four of eight had selective neuronal necrosis in the neocortex. Prolongation of the ischemia to 60 minutes induced cortical infarction in all eight rats. The infarct size increased progressively with increasing occlusion time, up to 120-180 minutes, when the infarcts were as extensive as those observed following 24 hours of permanent middle cerebral artery occlusion. The results demonstrate a time window for salvage of penumbral tissues by reperfusion that is shorter than that suggested on the basis of previous data in other species. The results probably reflect a lower collateral blood flow in the rat than in other species. This should be taken into account when the effect of pharmacological agents is studied in rats.