Моноамины мозга в раннем онтогенезе и эффекты селекции у крыс с поведенческой стереотипией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Линия крыс с наследственной стереотипией в виде маятникообразных движений (МД) может рассматриваться как новая модель аудиогенной эпилепсии. Цель данной работы — исследование содержания моноаминов (МА) мозга на ранних стадиях постнатального онтогенеза у крыс линии МД, а также оценка выраженности МД, аудиогенной эпилепсии и агрессивности у взрослых крыс МД разных поколений селекции. К эффектам селекции у взрослых крыс с МД в 52–54 поколениях отбора отнесены увеличение амплитуды МД, повышение частоты и интенсивности клонико-тонических судорог, увеличение длительности постиктальной каталепсии и усиление агрессивности. Показан более высокий уровень серотонина (5НТ) в стволе мозга у крысят МД по сравнению с крысятами Вистар в возрасте 14 дней. В коре у 14-дневных крысят МД обнаружено повышенное содержание метаболита серотонина — 5-гидроксииндолуксусной кислоты (5ГИУК). В этот же период в коре было обнаружено повышенное содержание метаболитов дофамина ДОФУК и гомованилиновой кислоты (ГВК) у крысят МД. При этом содержание ГВК в коре на 10 день у крысят МД ниже, чем у крысят Вистар. Установлено более высокое содержание дофамина (ДА) и его метаболита диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) в стволе мозга у двухнедельных крысят МД по сравнению с крысятами Вистар. В стволе мозга в этом возрасте обмен дофамина у крысят МД снижен по сравнению с крысятами Вистар. Полученные данные указывают на изменение уровней МА и их метаболитов в центральной моноаминергической системе в раннем постнатальном онтогенезе у крысят линии МД, что может вносить вклад в формирование поведенческих и физиологических отклонений у взрослых животных линии МД. Увеличение амплитуды МД и усиление аудиогенных припадков, наблюдаемое в ходе селекции, подтверждает связь кататонической и неврологической симптоматики в данной модели — на крысах с маятникообразным гиперкинезом.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. А. Алехина

Институт цитологии и генетики, СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: alek@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

О. И. Прокудина

Институт цитологии и генетики, СО РАН

Email: alek@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

В. С. Плеканчук

Институт цитологии и генетики, СО РАН

Email: alek@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Р. В. Кожемякина

Институт цитологии и генетики, СО РАН

Email: alek@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

М. А. Рязанова

Институт цитологии и генетики, СО РАН

Email: alek@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Колпаков ВГ (1990) Кататония у животных. Новосибирск: Наука.
  2. Барыкина НН, Чугуй ВФ, Прокудина ОИ, Плюснина ИЗ, Колпаков ВГ (2007) Подтверждение положительной генетической взаимосвязи маятникообразных движений с аудиогенной эпилепсией, каталепсией и “нервностью”. Генетика 43(7): 987–993.
  3. Беляев ДК, Бородин ПМ (1982) Влияние стресса на наследственную изменчивость и его роль в эволюции. Эволюц генетика 35–59.
  4. Алехина ТА, Прокудина ОИ, Рязанова МА, Уколова ТН, Барыкина НН, Колпаков ВГ (2007) Проявление типологических свойств поведения у линий крыс, селектированных на усиление и отсутствие маятникообразных движений. Связь с моноаминами мозга. Журн высш нерв деят 57(3): 336–343.
  5. Alekhina TA, Gilinsky MA, Kolpakov VG (1994) Catecholamines level in the brain of rats with a genetic predisposition to catatonia. Biogenic Amines 10(5): 443–449.
  6. Алексеев ВВ, Кошелев ВБ, Ковалев ГИ, Полетаева ИИ (2003) Влияние неонатальных воздействий на болевую и аудиогенную чувствительность и на содержание моноаминов в мозгу взрослых крыс Онтогенез 34(6): 484–471.
  7. Igonina TN, Alekhina TA, Palchikova NA, Prokudina OI (2016) Prodromal signs of catatonia are associated with hereditary dysfunction of body systems in rat pups. J Experim Integr Med 6(3): 99–108. https://doi.org/10.5455/jeim.270816.or.157
  8. Fedirchuk B, Day Y (2004) Monoamines increase the excitability of spinal neurons in the neonatal rat by hyperpolarizing the threshold for action potential production. J Physiol 557(2): 355–361.
  9. Cazalets JR, Border M, Clarac F (1995) Localization and organization of the central pattern generator for hind limb locomotion in newborn rat. J Neurosci 15(7): 4943–4951.
  10. Alekhina TA, Plekanchuk VS, Osadchuk LV (2021) Prodromal characteristics of epilepsy in rats with pendulum-like movements. J evol biochem physiol 53(3): 240–249. https://doi.org/10.1134/S0022093021030042
  11. Plyusnina IZ, Oskina IN, Tibeikina MA, Popova NK (2009) Cross-fostering effects on weight, exploratory activity, acoustic startle reflex and corticosterone stress response in Norway gray rats selected for elimination and for enhancement of aggressiveness towards human. Behav Genet 39(2): 202–212. https://doi.org/10.1007/s10519-008-9248-6
  12. Clarac F, Brocard F, Vinay L (2004) The maturation of locomotor networks. Prog brain res 143: 57–66. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(03)43006-9
  13. Schark C (2008) The development of locomotor kinematics in neonatal rats: an agent-based modeling analysis in group and individual contexts. J theor boil 254: 826–842. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2008.07.024
  14. Федотова ИБ, Сурина НМ, Маликова ЛА, Раевский КС, Полетаева ИИ (2008) Исследование изменений мышечного тонуса (каталепсии), наступающих у крыс после аудиогенного судорожного припадка. Журн высш нерв деят 58(5): 620–627.
  15. Alekhina TA, Kozhemyakina RV (2019) Modeling of Focal Seizures with Automatisms in Rats with Pendulum Movements Bull Exp Biol Med 168(2): 300–303. https://doi.org/10.1007/s10517-019-04695-7
  16. Adachi N, Ito M (2022) Epilepsy in patients with schizophrenia: Pathophysiology and basic treatments. Epilepsy Behav 27: 108520. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2021.108520
  17. Cascella NG, Schretlen DJ, Sawa A (2009) Schizophrenia and epilepsy: is there a shared susceptibility? Neurosci Res 63(4): 227–235. https://doi.org/10.1016/j.neures.2009.01.002
  18. Kam H, Jeong H (2020) Pharmacogenomic Biomarkers and Their Applications in Psychiatry. Genes (Basel) 11(12): 1445. https://doi.org/10.3390/genes11121445
  19. Moffat JJ, Ka M, Jung EM, Rim WY (2015) Genes and brain malformations associated with abnormal neuron positioning. Molecular brain 8: 1–12. https://doi.org/10.1186/s13041-015-0164-4
  20. van der Veen S, Tse GTW, Ferretti A, Garone G, Post B, Specchio N, Fung VSC, Trivisano M, Scheffer IE (2023) Movement Disorders in Patients with Genetic Developmental and Epileptic Encephalopathies. Neurology 101: e1884–e1892. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000207808
  21. Барыкина НН, Чугуй ВФ, Алехина ТА, Рязанова МА, Уколова ТН, Сахаров ДГ, Колпаков ВГ (2009) Обучение крыс, предрасположенным к кататоническим состояниям, в водном тесте Морриса. Журн высш нерв деят 59(6): 728–735.
  22. Plekanchuk VS, Prokudina OI, Ryazanova MA (2022) Social behavior and spatial orientation in rat strains with genetic predisposition to catatonia (GC) and stereotypes (PM). Vavilov J Genet Breed 26: 281–289. https://doi.org/10.18699/VJGB-22-35
  23. Levitin H, Hague DW, Ballantyne KC, Selmic LE (2019) Behavioral Changes in Dogs With Idiopathic Epilepsy Compared to Other Medical Populations. Front Vet Sci 6:. https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00396
  24. Watson F, Packer RMA, Rusbridge C, Volk HA (2020) Behavioural changes in dogs with idiopathic epilepsy. Veterinary Record 186: 93. https://doi.org/10.1136/vr.105222
  25. Winter J, Packer RMA, Volk HA (2018) Preliminary assessment of cognitive impairments in canine idiopathic epilepsy. Veterinary Recordy 182: 633. https://doi.org/10.1136/vr.104603
  26. Hobbs SL, Law TH, Volk HA, Younis C, Casey RA, Packer RMA (2020) Impact of canine epilepsy on judgement and attention biases. Sci Rep 10: 17719. https://doi.org/10.1038/s41598-020-74777-4
  27. Brodie MJ, Besag F, Ettinger AB, Mula M, Gobbi G, Comai S, Aldenkamp AP, Steinhoff BJ (2016) Epilepsy, Antiepileptic Drugs, and Aggression: An Evidence-Based Review. Pharmacol Rev 68(3): 563–602. https://doi.org/10.1124/pr.115.012021
  28. Seo JG, Kim JM, Park SP (2015) Perceived stigma is a clinical factor for interictal aggression in people with epilepsy. Seizure 26: 26–31. https://doi.org/10.1016/j.seizure.2015.01.011
  29. Louw D, Sutherland GR, Glavin GB, Girvin J (1989) A Study of Monoamine Metabolism in Human Epilepsy. Canadian Journal of Neurological Sciences. Journal Canadien des Sciences Neurologiques 16(4): 394–397. https://doi.org/10.1017/S0317167100029449
  30. Svob Strac D, Pivac N, Smolders IJ, Fogel WA, De Deurwaerdere P, Di Giovanni G (2016) Monoaminergic mechanisms in epilepsy may offer innovative therapeutic opportunity for monoaminergic multi-target drugs. Frontiers in neuroscience 10: 492. https://doi.org/10.3389/fnins.2016.00492
  31. Juliá-Palacios N, Molina-Anguita C, Bondarenko MS, Cortès-Saladelafont E, Aparicio J, Cuadras D, Horvath G, Fons C, Artuch R, García-Cazorla À (2022) Monoamine neurotransmitters in early epileptic encephalopathies: New insights into pathophysiology and therapy. https://doi.org/10.1111/dmcn.15140
  32. Lu X, Sharkey L, Bartfai T (2007) The brain galanin receptors: targets for novel antidepressant drugs CNS Neurol Disord Drug Targets 6(3): 183–192. https://doi.org/10.2174/187152707780619335
  33. Kobayashi Y, Segi-Nishida E (2019) Search for factors contributing to the electroconvulsive treatment model using adrenocortocotrophic hormone-treated mice Pharmacol Biochem Behav 186: 172767. https://doi.org/10.1016/j.pbb.2019.172767
  34. Shaywitz BA, Yager RD, Gordon JW (1978) Ontogeny of brain catecholamine turnover and susceptibility to audiogenic seizures in DBA/2J mice. Dev Psychobiol 11(3): 243–250. https://doi.org/10.1002/dev.420110308
  35. Schoenecker B, Heller KE (2001) The involvement of dopamine (DA) and serotonin (5-HT) in stress-induced stereotypies in bank voles (Clethrionomys glareolus). Appl Anim Behav Sci 27. 73(4): 311–319. https://doi.org/10.1016/s0168-1591(01)00143-5
  36. Попова НК (2017) Доместикация и мозг: сорок лет спустя. Вавиловский журнал генетики и селекции 21(4): 414–420. https://doi.org/10.18699/VJ17.259
  37. Brady S, Siegel G, Wayne R, Albers (2012) Basic Neurochemistry Principles of Molecular, Cellular, and Medical Neurobiology. Eighth Edition. Oxford.
  38. Колпаков ВГ, Алехина ТА, Барыкина НН, Чугуй ВФ, Попова НК (2000) Некоторые физиологические проявления действия гена, контролирующего предрасположенность к маятникообразным движениям у грызунов. Росс Физиол журн 86(1): 33–40.
  39. Litvinova SA, Voronina TA, Kudrin VS, Narkevich VB, Surina NM, Poletaeva II, Fedotova IB (2023) The Role of Brain Monoamines in the Formation of Audiogenic Myoclonic Seizures in Krushinsky–Molodkina Rats. Neurochem J 17: 84–90. https://doi.org/10.1134/S1819712423010130
  40. Сергиенко НГ, Логинова ГА (1983) Изучение роли медиаторов в формировании судорожной готовности, содержание биогенных аминов в головном мозге крыс с различной предрасположенностью к аудиогенным судорогам Вопросы мед химии 29(6): 21–24.
  41. Yan QS, Jobe PC, Daily JW (1993) Thalamic deficiency in norepinephrine release detected via intracerebral microdialysis: a synaptic determinant of seizure predisposition in the genetically epilepsy-prone rat Epilepsy Res 14(3): 229–236.
  42. Szot P, Reigel CE, White SS, Veith RC (1996) Alteration in mRNA expression of systems that regulate neurotransmitter synaptic content in seizure-naïve genetically epilepsy-prone rat (GEPR): transporter proteins and rate-limiting synthesizing enzymes for norepinephrine, dopamine and serotonin Brain Res Mol Brain Res 43(1-2): 233–245. https://doi.org/10.1016/s0169-328x(96)00184-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Доля крыс с аудиогенными припадками (абортивные и клонико-тонические) в разных поколениях селекции линии МД.

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровень моноаминов мозга у крыс линии МД и крыс Вистар в раннем онтогенезе. ** — p < 0.01, *** — p < 0.001 МД vs. Вистар. Данные подвергнуты двухфакторному дисперсионному анализу ANOVA с использованием post hoc критерия HSD. NA — норадреналин, DA — дофамин, 5HT — серотонин.

Скачать (346KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Уровни метаболитов моноаминов мозга у крыс линии МД и крыс Вистар в раннем онтогенезе. * — p < 0.05, *** — p < 0.001 МД vs. Вистар. Данные подвергнуты двухфакторному дисперсионному анализу ANOVA с использованием post hoc критерия HSD. DOPAC — диоксифенилуксусная кислота, HVA — гомованилиновая кислота, 5HIAA — 5-гидроксииндолуксусная кислота.

Скачать (350KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».