ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
В настоящее время активно исследуется патологическая роль стресса в генезе нейропсихических расстройств, включая депрессию, повышенную агрессивность, тревожность и импульсивность. Важная роль отводится поиску новых путей лечения стресс-индуцированных патологий, поскольку известные средства не всегда показывают себя эффективными. В связи с этим представляет большой интерес изучение новых механизмов этих состояний, одним из которых является окислительный стресс, поскольку они могут являться мишенями новой фармакотерапии в новых оптимизированных моделях стресса. Недавние работы нашей и других групп показали, что тиамин (витамин B1) нормализует гиппокампальный нейрогенез при стресса и генную экспрессию GSK-3beta, извстного маркера стресса, проявляя тем самым антистрессорные эффекты. Пилотные исследования указали на возможное влияние тиамина и его предшественника бенфотиамина на окислительный стресс мозга. Для продолжения исследований мы используем модель стрессa, вызванного экспозицией хищнику, и модель эмоционального стресса при ультразвуковом воздействии, уникальную тем, что, в отличие от других видов стрессов, она не задействует физические и физиологические воздействия на животных. В них мы планируем изучить показатели тревожности, агрессивности, депрессивно-подобных проявлений мышей. Для проверки гипотезы об активации окислительного стресса в ткани мозга мышей в данных моделях будет проведено исследование общего содержания глутатиона и карбонила белка в лимбической системе мозга. Все эти параметры также будут определены на фоне хронического введения тиамина и бенфотиамина. Также будет изучена экспрессия генов, кодирующих маркеры воспалительного и стрессорного механизмов, связанных с окислительным стрессом: TNFa, IL-1b, COX и c-fos, а также AMPA, серотониновый рецептор 5-HT6 и рецептор аргинин-вазопрессина AVPR. Дополнительно будут исследованы показатели гиппокампального нейрогенеза. Предполагается, что данное исследование позволит выявить роль окислительного стресса в развитии депрессии, повышенной агрессивности, тревожности и импульсивности, установить новые молекулярные механизмы возникновения данных патологий и оценить возможность их купирования применением витамина B1 и его аналога.
Currently, the pathological role of stress in the genesis of neuropsychiatric disorders, including depression, increased aggressiveness, anxiety and impulsivity, is actively studied. An important role is assigned to the search for new ways of treating stress-induced pathologies, since the known drugs do not always show themselves to be effective. It is of great interest to study new mechanisms of these conditions, one of which is oxidative stress, since they can be targets of new pharmacotherapy in new optimized models of stress. Recent work has shown that thiamin (vitamin B1) normalizes hippocampal neurogenesis in stress and gene expression of GSK-3beta, a common stress marker. Pilot studies indicated a possible effect of thiamine and benfotiamine on oxidative stress in the brain. To continue the research, we will use a model of stress caused by exposure to a predator, and a model of emotional stress caused by ultrasound exposure, which, unlike other models, does not involve physical and physiological effects on animals. We plan to study the indicators of anxiety, aggressiveness, depressive-like features of mice. To test the hypothesis about the activation of oxidative stress in brain tissue of mice in these models, total contents of glutathione and carbonyl protein in the limbic system of the brain will be measured. Expression of genes encoding markers of inflammatory and stressor mechanisms associated with oxidative stress: TNFa, IL-1b, COX and c-fos, as well as AMPA, 5-HT6 serotonin receptor and AVPR receptor of arginine-vasopressin will also be studied. In addition, the parameters of hippocampal neurogenesis will be investigated. It is assumed that this study will reveal the role of oxidative stress in the development of depression, increased aggressiveness, anxiety and impulsivity, establish new molecular mechanisms of these pathologies.
В ходе проекта мы рассчитываем определить, меняется ли уровень окислительного стресса в лимбической системе мозга в моделях «эмоционального стресса» у мышей и как эти изменения соотносятся с проявлениями депрессивного поведения, агрессивностью и другими формами изменения параметров эмоциональности. В качестве маркеров окислительного стресса будет определено содержание в гиппокампе и префронтальной коре тотального глутатиона и карбонила белка. Также нами будет исследован ряд других молекулярных факторов в гиппокампе и префронтальной коре, связанных со стрессом и окислительным стрессом: таких как IL-1b, TNFa, COX-1, COX-2 , c-fos, а также рецепторы AMPA, 5-HT6 и AVPR. Мы ожидаем, что оказанное стрессом воздействие изменит активность выбранных генов, а введение веществ с антиоксидантной активностью предотвратит эти отклонения.
Ранее было показано, что 3-недельное хроническое воздействия ультразвука частот диапазоном 20-45 кГц индуцирует поведенческие и молекулярные изменения у крыс линии Wistar и Spague-Dawley. Также нами был изучен процесс нейрогенеза в зубчатой извилине гиппокампа мышей, подвергавшихся стрессу экспозиции хищнику на протяжение 5 ночей подряд. Оказалось, что стресс экспозиции хищнику снижает число Ki67- и BrdU-положительных клеток в гиппокампе, являющихся маркерами пролиферации нейронов и выживаемости молодых нейронов. При этом применение тиамина и бенфотиамина препятствует стресс-индуцированным нарушениям, причем бенфотиамин показал себя эффективнее тиамина: уровень нейрогенеза в гиппокампе животных, получавших бенфотиамин, оказался достоверно выше по сравнению с контрольным уровнем.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 19 марта 2018 г.-19 марта 2019 г. | Изучение роли окислительного стресса в лимбических структурах мозга и его фармакологическое купирование в мышиных моделях стресс-индуцированных отклонений поведения |
Результаты этапа: Мыши линии BALB/с в течение 3 недель подвергались непрерывному воздействию ультразвуковых частот диапазоном от 20 до 45 кГц, чередующихся непредсказуемым образом, что имитирует «эмоциональный стресс» у человека - основную причину развития нейропсихических патологий в современном обществе. Одновременно с ультразвуковым воздействием в течение 3 недель группы мышей получали тиамин, водорастворимый витамин, играющий важную роль в процессах метаболизма, либо бенфотиамин, его синтетическое производное, обладающее более высокой биодоступностью, в дозировке 200 мг/кг/сутки с питьевой водой. Оба соединения являются антиоксидантами. По окончанию стресса были проведены поведенческие тесты, направленные на изучение агрессии, тревожности и проявлений депрессивно-подобного поведения: тест Резидент-интрудер, Открытое поле, О-образный лабиринт, тест вынужденного плавания по Порсолту, тест Новая клетка. Трехнедельная экспозиция ультразвуковому стрессу привела к увеличению показателей агрессии и тревожности мышей, а также к развитию депрессивно-подобных отклонений. Для изучения роли окислительного стресса в структурах лимбической системы головного мозга в формировании тревожности, повышенной агрессивности и депрессивно-подобных отклонений, индуцированных эмоциональным стрессом, определяли содержание тотального глутатиона и карбонила белка, общепринятых маркеров окислительного стресса. Их содержание было повышено в гиппокампе, префронтальной коре, миндалине, стриатуме и дорзальном ядре животных, подвергавшихся стрессу и не получавших тиамин либо бенфотиамин. Впервые было обнаружено, что хроническое воздействие в примененной модели «эмоционального стресса» приводит к снижению относительной генной экспрессии субъединиц GluA1 и GluA3 ионотропного рецептора глутамата AMPA и экспрессии серотонинового рецептора 5-HT6, важных маркеров стрессорного ответа, при этом экспрессия субъединицы GluA2 рецептора AMPA оказалась повышена в гиппокампе и префронтальной коре мышей, подвергавшихся ультразвуковому стрессу. Хроническое ультразвуковое воздействие также привело к повышению относительной генной экспрессии таких маркеров нейровоспаления, как IL-1b, TNFa, c-fos, COX-1 и COX-2, что характеризует недавно предложенную модель «эмоционального стресса» как близкую к классическим моделям стресс-индуцированного состояния на мышах, использующих стрессоры физического характера. Введение антиоксидатнов тиамина либо бенфотиамина предупреждало большинство наблюдавшихся изменений как на поведенческом, так и на молекулярном уровне, причем в ряде показателей бенфотиамин оказался эффективнее. Таким образом, была обнаружена связь между развитием окислительного стресса и нейровоспаления в структурах лимбической системы головного мозга и отклонениями поведения, а также была продемонстрирована антистрессорная активность тиамина и бенфотиамина как препаратов, обладающих актиоксидантным эффектом. Также нами было исследовано поведение мышей, подвергавшихся другой модели «эмоционального стресса» - стрессу экспозиции хищнику. Мыши помещались в клетку крысы на 5 ночей по 14 часов в контейнерах из прозрачного пластика. Отдельные группы мышей получали тиамин либо бенфотиамин в дозировке 200 мг/кг/сутки, по окончанию стрессового воздействия был проведен тот же набор поведенческих тестов, что в исследовании с использованием модели ультразвукового стресса: Резидент-интрудер, О-образный лабиринт, Открытое поле, тест вынужденного плавания и тест Новая клетка. Аналогично стрессу ультразвукового воздействия, стресс экспозиции хищнику вызвал рост параметров тревожности и депрессивно-подобного поведения, однако, в отличие от ультразвуковой модели, не привел к повышению агрессивности мышей. Этот факт обуславливает необходимость продолжения исследований, в которых ожидается выяснить, будут ли молекулярные изменения, индуцированные моделью экспозиции хищника, отличаться от изменений, индуцированных моделью ультразвукового воздействия. Если они будут различны, это позволит определить биохимические и молекулярные корреляты стресс-индуцированной агрессии. При этом, как и в модели хронического ультразвукового воздействия, введение антиоксидантов тиамина и бенфотиамина предупреждало развитие большинства изменений поведения в модели экспозиции хищнику, что позволяет предположить роль окислительного стресса в данной модели и ставит вопрос о том, наблюдаются ли изменения в его показателях, подобно тому, как это происходит в модели ультразвукового стресса. | ||
2 | 26 июня 2019 г.-10 марта 2020 г. | Изучение роли окислительного стресса в лимбических структурах мозга и его фармакологическое купирование в мышиных моделях стресс-индуцированных отклонений поведения |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".