Нейрохимия, 2020, T. 37, № 4, стр. 338-349

Исследование пластичности серотониновой системы мозга с помощью рекомбинантных линий мышей, несущих 1473G-аллель гена триптофангидроксилазы-2 и различающихся дистальным фрагментом хромосомы 13, содержащим ген, кодирующий 5-HT1A рецептор

А. Я. Родный 1, И. И. Белокопытова 1, Е. В. Антонов 1, В. С. Науменко 1, Е. М. Кондаурова 1

1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение “Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук”
Новосибирск, Россия

Поступила в редакцию 26.03.2020
После доработки 09.06.2020
Принята к публикации 11.06.2020

Аннотация

Для исследования влияния дистального фрагмента (103.9–112.4 м.п.н.) хромосомы 13, содержащего ген 5-HT1A рецептора каталептической линии СВА на серотониновую (5-HT) систему мозга у мышей, несущих 1473G-аллель гена ключевого фермента биосинтеза 5-НТ в мозге – триптофангидроксилазы-2 (ТПГ-2), были созданы новые рекомбинантные линии мышей B6-1473GG.CBA-CD13Mit76С (1473GG-76C) и B6-1473GG.CBA-D13Mit76В (1473GG-76B) на основе генома линии C57BL/6. Линии 1473GG-76C и 1473GG-76B несут фрагмент хромосомы 13, содержащий ген Htr1a от линии CBA и линии C57BL/6 соответственно. Обе линии гомозиготны по 1473G-аллелю, понижающему активность ТПГ-2. В результате исследования обнаружено, что линия 1473GG-76C характеризуется повышением уровней мРНК генов Htr1a, Htr2a и гена Maoа (моноаминооксидазы типа А – основного фермента разрушения 5-НТ) в среднем мозге, гена Htr1a в коре, генов Htr1a и Htr2a в гиппокампе по сравнению с 1473GG-76B. Кроме того, у линии 1473GG-76C повышена экспрессия генов, кодирующих ключевые регуляторы гена Htr1a – FREUD-1 и FREUD-2. Уровень мРНК гена Cc2d1а, кодирующего FREUD-1, повышен в коре, а экспрессия гена Cc2d1b, кодирующего FREUD-2, изменена в среднем мозге. Также у линии 1473GG-76C повышен уровень 5-НТ в среднем мозге, гипоталамусе и гиппокампе. В то же время в среднем мозге и коре этих мышей снижен уровень основного метаболита серотонина – 5-ГИУК. Отношение 5-ГИУК/5-НТ, отражающее интенсивность метаболизма 5-НТ, у линии 1473GG-76C снижено во всех исследованных структурах. Таким образом, у 1473GG-76C мышей, гомозиготных по G-аллелю гена Tph2 и несущих ген Htr1a от линии СВА, обнаружены существенные отличия в уровне мРНК ключевых генов 5-НТ системы и метаболизме 5-НТ в мозге по сравнению с мышами линии 1473GG-76B, гомозиготных по G-аллелю гена Tph2 и несущих ген Htr1a от линии С57BL/6.

Ключевые слова: полиморфизм C1473G, ген Tph2, ген Htr1a, рекомбинантные мыши, серотонин, триптофангидроксилаза-2, 5-НТ рецептор

DOI: 10.31857/S102781332004007X

Список литературы

  1. Murphy D.L., Andrews A.M., Wichems C.H., Li Q., Tohda M., Greenberg B. // The Journal of Clinical Psychiatry. 1998. V. 59 Suppl 15. P. 4–12.

  2. Fitzpatrick P.F. // Annual Review of Biochemistry. 1999. V. 68. P. 355–381.

  3. Osipova D.V., Kulikov A.V., Mekada K., Yoshiki A., Moshkin M.P., Kotenkova E.V., Popova N.K. // Genes, Brain, and Behavior. 2010. V. 9. № 5. P. 537–543.

  4. Kulikov A.V., Osipova D.V., Naumenko V.S., Popova N.K. // Genes, Brain, and Behavior. 2005. V. 4. № 8. P. 482–485.

  5. Куликов А.В., Осипова Д.В., Науменко В.С., Попова Н.К. // Доклады Академии наук. 2005. V. 402. № 4. P. 571–573.

  6. Bazhenova E.Y., Sinyakova N.A., Kulikova E.A., Kazarinova I.A., Bazovkina D.V., Gainetdinov R.R., Kulikov A.V. // Neurosci. Lett. 2017. V. 653. P. 264–268.

  7. Bazhenova E.Y., Bazovkina D.V., Kulikova E.A., Fursenko D.V., Khotskin N.V., Lichman D.V., Kulikov A.V. // Neurosci. Lett. 2017. V. 640. P. 105–110.

  8. Bazhenova E.Y., Fursenko D.V., Kulikova E.A., Khotskin N.V., Sinyakova N.A., Kulikov A.A. // Neurosci. Lett. 2019. V.699. P. 91–96.

  9. Pytliak M., Vargova V., Mechirova V., Felsoci M. // Physiological Research. 2011. V. 60. № 1. P. 15–25.

  10. Naumenko V.S., Popova N.K., Lacivita E., Leopoldo M., Ponimaskin E.G. // CNS Neurosci. Ther. 2014. V. 20. № 7. P. 582–590.

  11. Popova N.K., Naumenko V.S. // Reviews in the Neurosciences. 2013. V. 24. № 2. P. 191–204.

  12. Barnes N.M., Sharp T. // Neuropharmacology. 1999. V. 38. № 8. P. 1083–1152.

  13. Zifa E., Fillion G. // Pharmacological Reviews. 1992. V. 44. № 3. P. 401–458.

  14. Ou X.M., Jafar-Nejad H., Storring J.M., Meng J.H., Lemonde S., Albert P.R. // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. № 11. P. 8161–8168.

  15. Ou X.M., Lemonde S., Jafar-Nejad H., Bown C.D., Goto A., Rogaeva A., Albert P.R. // The J. Neuroscience: the Official Journal of the Society for Neuroscience. 2003. V. 23. № 19. P. 7415–7425.

  16. Hadjighassem M.R., Austin M.C., Szewczyk B., Daigle M., Stockmeier C.A., Albert P.R. // Biol Psychiatry. 2009. V. 66. № 3. P. 214–222.

  17. Hadjighassem M.R., Galaraga K., Albert P.R. // Eur. J. Neurosci. 2011. V. 33. № 2. P. 214–223.

  18. Rogaeva A., Albert P.R. // Eur. J. Neurosci. 2007. V. 26. № 4. P. 965–974.

  19. Rogaeva A., Galaraga K., Albert P.R. // J. Neurosci. Res. 2007. V. 85. № 13. P. 2833–2838.

  20. Albert P.R., Le Francois B., Millar A.M. // Molecular Brain. 2011. V. 4. P. 21.

  21. Kulikova E.A., Bazovkina D.V., Akulov A.E., Tsybko A.S., Fursenko D.V., Kulikov A.V., Naumenko V.S., Ponimaskin E., Kondaurova E.M. // British J. Pharmacology. 2016. V. 173. № 13. P. 2147–2161.

  22. Kulikova E.A., Bazovkina D.V., Antonov Y.V., Akulov A.E., Kulikov A.V., Kondaurova E.M. // Neurosci. Res. 2017. V. 117. P. 14–21.

  23. Osipova D.V., Kulikov A.V., Popova N.K. // J. Neurosci. Res. 2009. V. 87. № 5. P. 1168–1174.

  24. Zhang X., Beaulieu J.M., Sotnikova T.D., Gainetdi-nov R.R., Caron M.G. // Science 2004. V. 305. № 5681. P. 217.

  25. Куликов А.В., Базовкина Д.В., Маузан М.П., Мормед П. // Доклады Академии наук. 2003. V. 393. № 1. P. 134–137.

  26. Kulikov A.V., Naumenko V.S., Voronova I.P., Tikho-nova M.A., Popova N.K. // J. Neurosci. Methods. 2005. V. 141. № 1. P. 97–101.

  27. Naumenko V.S., Kulikov A.V. // Molekuliarnaia Biologiia. 2006. V. 40. № 1. P. 37–44.

  28. Naumenko V.S., Osipova D.V., Kostina E.V., Kulikov A.V. // J. Neurosci. Methods. 2008. V. 170. № 2. P. 197–203.

  29. Moisan M.-P. // Neurobehavioral Genetics. Methods and Applications / Eds. Jones B.C., Mormede P. Boca Raton: CRC Press, 1999. P. 71–91.

  30. Hicks P.B. // Life Sci. 1990. V. 47. № 18. P. 1609–1615.

  31. Wadenberg M.L. // Neurosci. Biobehav. Rev. 1996. V. 20. № 2. P. 325–339.

  32. Egashira N., Koushi E., Mishima K., Iwasaki K., Oishi R., Fujiwara M. // J. Pharmacological Sciences. 2007. V. 105. № 4. P. 361–366.

  33. Hensler J.G., Truett K.A. // Neuropsychopharmacology. 1998. V. 19. № 5. P. 354–364.

  34. Valdez M., Burke T.F., Hensler J.G. // Brain Res. 2002. V. 957. № 1. P. 174–182.

  35. Zhang Y., D’Souza D., Raap D.K., Garcia F., Battaglia G., Muma N.A., Van de Kar L.D. // The J. Neuroscience: the Official Journal of the Society for Neuroscience. 2001. V. 21. № 20. P. 7919–7927.

  36. Zhang Y., Gray T.S., D’Souza D.N., Carrasco G.A., Damjanoska K.J., Dudas B., Garcia F., Zainelli G.M., Sullivan Hanley N.R., Battaglia G., Muma N.A., Van de Kar L.D. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2004. V. 310. № 1. P. 59–66.

  37. Попова Н.К., Понимаскин Е.Г., Науменко В.С. // Российский физиологический журн. им. И.М. Сеченова. 2015. Т. 101. № 11. С. 1270–1278.

  38. Naumenko V.S., Bazovkina D.V., Kondaurova E.M., Zubkov E.A., Kulikov A.V. // Genes, Brain, and Behavior. 2010. V. 9. № 5. P. 519–524.

  39. Borroto-Escuela D.O., Narvaez M., Ambrogini P., Ferraro L., Brito I., Romero-Fernandez W., Andrade-Talavera Y., Flores-Burgess A., Millon C., Gago B., Narvaez J.A., Odagaki Y., Palkovits M., Diaz-Cabiale Z., Fuxe K. // Molecules. 2018. V. 23. № 6. P. 1341.

  40. Kulikov A.V., Bazovkina D.V., Kondaurova E.M., Popova N.K. // Genes, Brain, and Behavior. 2008. V. 7. № 4. P. 506–512.

  41. Kulikov A.V., Bazovkina D.V., Moisan M.P., Mormede P. // Dokl. Biol. Sci. 2003. V. 393. P. 531–534.

  42. Kondaurova E.M., Bazovkina D.V., Kulikov A.V., Popova N.K. // Genes, Brain, and Behavior. 2006. V. 5. № 8. P. 596–601.

  43. Науменко В.С., Кондаурова Е.М., Куликов А.В., Попова Н.К. // Докл. Акад. наук. 2006. Т. 409. № 1. С. 133–135.

Дополнительные материалы отсутствуют.