ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ДНК-МЕТИЛТРАНСФЕРАЗ И ДЕАЦЕТИЛАЗ ГИСТОНОВ В СТВОЛЕ МОЗГА ВЗРОСЛЫХ КРЫС ПОСЛЕ НЕОНАТАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ ДЕКСАМЕТАЗОНА И ХРОНИЧЕСКОГО НЕПРЕДСКАЗУЕМОГО СТРЕССА

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Эпигенетические модификации ДНК и структуры хроматина вовлечены в механизм долговременных последствий неблагоприятных событий раннего онтогенеза. Повышение уровня глюкокортикоидов в результате стресса или гормональной терапии в раннем возрасте провоцирует развитие расстройств аутистического спектра, синдрома дефицита внимания, увеличивает с возрастом склонность к депрессивно-тревожным расстройствам у взрослых животных, регулируемых норадренергической и серотонинергической системами, перикарноны которых локализованы в области ствола головного мозга. Целью исследования явилось определение уровней экспрессии генов ДНК-метилтрансфераз (Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b) и деацетилаз гистонов (Hdac1, Hdac2) в стволе мозга взрослых двухмесячных крыс после однократного введения агониста глюкокортикодных рецепторов – дексаметазона (0,2 мг/кг) на 3 день жизни, а также действия хронического непредсказуемого стресса в поздний подростковый период развития (с 45 по 60 сутки жизни). Установлено, что неонатальное введение агониста глюкокортикоидных рецепторов в чувствительный период раннего постнатального онтогенеза вызывает долговременные изменения экспрессии генов ДНК-метилтрансфераз и деацетилаз гистонов – повышает уровни мРНК генов Dnmt3a, Dnmt3b и Hdca1 в стволе головного мозга взрослых животных. Впервые установленная индукция экспрессии основных регуляторов метилирования ДНК и конформации хроматина сохраняется для генов Dnmt3b и Hdca1 и при действии хронического непредсказуемого стресса. Выявленные закономерности могут обеспечить снижение экспрессии эпигенетически регулируемых транскриптов ствола мозга, что важно для понимания механизма долговременных последствий неблагоприятных условий раннего развития.

Об авторах

Т. С Калинина

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: kalin@bionet.nsc.ru
Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Е. В Сухарева

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН

Новосибирск, Россия

Д. А Ланшаков

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

В. В Булыгина

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН

Новосибирск, Россия

Н. Н Дыгало

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Tsiarli M.A., Rudine A., Kendall N., Pratt M.O., Krall R., Thiels E., DeFranco D.B., Monaghan A.P. // Transl. Psychiatry. 2017. V. 7. № 6. Р. e1153.
  2. Ninan K., Gojic A., Wang Y., Asztalos E.V., Beltempo M., Murphy K.E., McDonald S.D. // BMJ. 2023. V. 382. P. e076035.
  3. Kalinina T., Sukhareva E., Lanshakov D., Bulygina V., Dygalo N. // Eur. Neuropsychopharmacol. 2019. V. 29. Suppl. 1. P. s212.
  4. Kalinina T., Sukhareva E., Bulygina V., Lanshakov D., Egorova K., Dygalo N.// Eur. Neuropsychopharmacol. 2019. V. 29. Suppl. 6. P. S166–S167.
  5. Duman R.S., Aghajanian G.K., Sanacora G., Krystal J.H. // Nat. Med. 2016. V. 22. P. 238–249.
  6. Kennis M., Gerritsen L., van Dalen M., Williams A., Cuijpers P., Bockting C. // Mol. Psychiatry. 2020. V.25. № 2. P. 321–338.
  7. Grossman A., Avital A. // Front. Behav. Neurosci. 2023. V. 17. P. 1118937.
  8. Reynolds R.M. // Psychoneuroendocrinol. 2013. V. 38. P. 1–11.
  9. Seckl J.R., Meaney M.J. // Ann. NY Acad. Sci. 2004. V. 1032. P. 63–84.
  10. Weaver I.C.G. // Seminars in Fetal & Neonatal Medicine. 2009. V. 14. P. 143–150.
  11. Hiroi R., Carbone D.L., Zuloaga D.G., Bimonte-Nelson H.A., Handa R.J. // Neuroscience. 2016. V. 320. P. 43–56.
  12. Benatti B.M., Adiletta A., Sgado P., Malgaroli A., Ferro M., Lamanna J. // Behav. Sci. (Basel). 2024. V.14. P. 882.
  13. Arzate-Mejia R.G., Carullo N.V.N., Mansuy I.M. // Curr. Opin. Neurobiol. 2024. V. 84. P. 102832.
  14. Wei J., Cheng J., Waddell N.J., Wang Z.J., Pang X., Cao Q., Liu A., Chitaman J.M., Abreu K., Jasrotia R.S., Duffney L.J., Zhang J., Dietz D.M., Feng J., Yan Z. // Cereb. Cortex. 2021. V. 31. № 4. P. 1998–2012.
  15. Yildiz C.B., Zimmer-Bensch G. // Adv. Exp. Med. Biol. 2022. V. 1389. P. 363–394.
  16. Spinieli R.L., Cazuza R., Sales A.J., Carolino R., Franci J.A., Tajerian M., Leite-Panissi C.R.A. // Neurosci. Lett. 2024. V. 820. P. 137589.
  17. Kalinina T.S., Shishkina G.T., Dygalo N.N. // Neurochem. Res. 2012. V. 37. P. 811–818.
  18. Sukhareva E.V., Kalinina T.S., Bulygina V.V., Dygalo N.N. // Russ. J. Genet.: App. Res. 2017. V. 7. P. 226–234.
  19. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Dygalo N.N. // Neuroscience. 2004. V. 129. P. 521–528.
  20. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Popova N.K., Dygalo N.N. // Behav. Neurosci. 2004. V. 118. P. 1285–1292.
  21. Dygalo N.N., Kalinina T.S., Shishkina G.T. // Ann. NY Acad. Sci. 2008. V. 1148. P. 409–414.
  22. Lanshakov D.A., Sukhareva E.V., Bulygina V.V., Bannova A.V., Shaburova E.V., Kalinina T.S. // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 1. З. 8092.
  23. Clark J.A., Flick R.B., Pai L.Y., Szalayova I., Key S., Conley R.K., Deutch A.Y., Hutson P.H., Mezey E. // Mol. Psychiatry. 2008. V.13. P. 498–506.
  24. Alex A.M., Saradalekshmi K.R., Shilen N., Suresh P.A., Banerjee M. // IUBMB Life. 2019. V. 71. № 7. P. 901–907.
  25. Tseng C.J., McDougle C.J., Hooker J.M., Zurcher N.R. // Biol. Psychiatry. 2022. V. 91. № 11. P. 922–933.
  26. Kumar V., Kundu S., Singh A., Singh S. // Curr. Neuropharmacol. 2022. V.20. № 1. P. 158–178.
  27. Bahari-Javan S., Varbanov H., Halder R., Benito E., Kaurani L., Burkhardt S., Anderson-Schmidt H., Anghelescu I., Budde M., Stilling R.M., Costa J., Medina J., Dietrich D.E., Figge C., Folkerts H., Gade K., Heilbronner U., Koller M., Konrad C., Nussbeck S.Y., Scherk H., Spitzer C., Stierl S., Stockel J., Thiel A., von Hagen M., Zimmermann J., Zitzelsberger A., Schulz S., Schmitt A., Delalle I., Falkai P., Schulze T.G., Dityatev A., Sananbenesi F., Fischer A. // Proc. Natl. Acad. Sci. (U S A). 2017. V. 114. № 23. P. E4686–E4694.
  28. Sengupta P. // Int. J. Prev. Med. 2013. V. 4. № 6. P. 624–630.
  29. Dutta S., Sengupta P. // Life Sci. 2016. V. 152. P. 244–248.
  30. Porsolt R.D., Anton G., Blavet N., Jalfre M. // European journal of pharmacology. 1978. V. 47. № 4. P. 379–391.
  31. Santoro A., Scafuro M., Troisi J., Piegari G., Di Pietro P., Mele E., Cappetta D., Marino M., De Angelis A., Vecchione C., Paciello O., Fasano S., Pierantoni R., Viggiano A., Meccariello R. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 9666.
  32. Lu J., Jiao Z., Yu Y. // Cell Death & Disease. 2018. V. 9. № 6. P. 659.
  33. Chapman J.R., Waldenstrom J. // PLoS One. 2015. V. 10. № 11. Р. e0141853.
  34. Uchida S., Hara K., Kobayashi A., Otsuki K., Yamagata H., Hobara T., Suzuki T., Miyata N., Watanabe Y. // Neuron. 2011. V. 69. № 2. P. 359–372.
  35. Anier K., Malinovskaja K., Pruus K., Aonurm-Helm A., Zharkovsky A., Kalda A. // Eur Neuropsychopharmacol. 2014. V. 24. № 3. P. 459–468.
  36. Elliott E., Manashirov S., Zwang R., Gil S., Tsoory M., Shemesh Y., Chen A. // J. Neurosci. 2016. V. 36. № 3. P. 730–740.
  37. Park S.W., Seo M.K., Lee J.G., Hien L.T., Kim Y.H. // Psychiatry Clin. Neurosci. 2018. V. 72. № 4. P. 255–265.
  38. Urb M., Anier K., Matsalu T., Aonurm-Helm A., Tasa G., Koppel I., Zharkovsky A., Timmusk T., Kalda A. // J. Mol. Neurosci. 2019. V. 68. № 1. P. 99–110.
  39. Bolshakov A.P., Tret’yakova L.V., Kvichansky A.A., Gulyaeva N.V. // Biochemistry (Mosc). 2021. V. 86. № 2. P. 156–167.
  40. Chmielarz P., Kuśmierczyk J., Parlato R., Schutz G., Nalepa I., Kreiner G. // PLoS One. 2013. V. 8. № 8. Р. e72632.
  41. De Kloet E.R., Rosenfeld P., J. Van Eekelen A.M., Sutanto W., Levine S. // Progr. Brain Res. 1988. V. 13. P. 101–120.
  42. Weiler H.A., Wang Z., Atkinson S.A. // Biol. Neonate, 1997. V. 71. P. 53–59.
  43. Vazquez D.M., Neal C.R., Patel P.D., Kaciroti N., Lopez J.F. // Psychoneuroendocrinol. 2012. V. 37. № 3. P. 421–437.
  44. Dygalo N.N.// Neurosci. Behav. Physiol. 2022. V.52. P. 277–286.
  45. Romeo R.D., McEwen B.S. // Ann. N Y Acad. Sci. 2006. V. 1094. P. 202–214.
  46. Romeo R.D. // Curr. Dir. Psychol. Sci. 2013. V. 22. № 2. P. 140–145.
  47. Cisler J.M., Herringa R.J. // Biol Psychiatry. 2021. V. 89. № 2. P.144–151.
  48. Hollis F., Isgor C., Kabbaj M. // Neuroscience. 2013. V. 249. P. 232–241.
  49. Simmons R.K., Stringfellow S.A., Glover M.E., Wagle A.A., Clinton S.M. // Brain Res. 2013. V. 1533. P. 26–36.
  50. Hermann A., Goyal R., Jeltsch A. // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. № 46. P. 48350–48359.
  51. Okano M., Bell D.W., Haber D.A., Li E. // Cell. 1999. V. 99. № 3. P.247–257.
  52. Singh M., Saxena S., Mohan K.N. // Front Mol Neurosci. 2023. V. 16. P. 1275697.
  53. Rodrigues G.M. Jr, Toffoli L.V., Manfredo M.H., Francis-Oliveira J., Silva A.S., Raquel H.A., Martins-Pinge M.C., Moreira E.G., Fernandes K.B., Pelosi G.G., Gomes M.V. // Behav. Brain Res. 2015. V. 279. P. 123–128.
  54. Hing B., Gardner C., Potash J.B. // Am J Med Genet. 2014. V. 165. № 7. P. 541–554.
  55. Yang C.R., Zhang X.Y., Liu Y., Du J.Y., Liang R., Yu M., Zhang F.Q., Mu X.F., Li F., Zhou L, Zhou F.H., Meng F.J., Wang S., Ming D., Zhou X.F. // Neurotox. Res. 2020. V. 37. № 1. P. 171–182.
  56. Numakawa.T, Kajihara R. // Front. Mol. Neurosci. 2023. V. 16. Р.1247422.
  57. Diniz CRAF., Casarotto P.C., Resstel L., Joca SRL. // Neurosci. Biobehav. Rev. 2018. V. 90. P. 70–83.
  58. Stepanichev M.Y., Mamedova D.I., Gulyaeva N.V. // Biochemistry (Mosc). 2024. V. 89. № 4. P. 711–725.
  59. Wang H., Helin K. //Trends Cell Biol. 2024. V. 35. № 2. Р. 115 – 128.
  60. Ershov N.I., Bondar N.P., Lepeshko A.A., Reshetnikov V.V., Ryabushkina J.A., Merkulova T.I. // BMC Genomics. 2018. V. 9. № 19. Suppl. 3. P. 93.
  61. Ignacio Z.M., Reus G.Z., Abelaira H.M., Maciel A.L., de Moura A.B., Matos D., Demo J.P., da Silva J.B., Gava F.F., Valvassori S.S., Carvalho A.F., Quevedo J. // Behav. Brain Res. 2017. V. 320. P. 225–232.
  62. Borba L.A., Broseghini L.D.R, Manosso L.M, de Moura A.B, Botelho M.E.M., Arent C.O., Behenck J.P., Hilsendeger A., Kammer L.H., Valvassori S.S., Quevedo J., Reus G.Z. // J. Psychiatr. Res. 2021. V. 138. P. 107–116.
  63. Seo M.K., Kim S.G., Seog D.H., Bahk W.M., Kim S.H., Park S.W., Lee J.G. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 17. P. 6331.
  64. Zheng X., Ma R., He E., Peng X., Ma W., Zhang X., Li Y., Li H., Li Y., Gong Z. // Alpha Psychiatry. 2024. V. 25. № 5. P. 641–647.
  65. Dorts J., Falisse E., Schoofs E., Flamion E., Kestemont P., Silvestre F. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 34254.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).