Влияние длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия на экспрессию гена bdnf в мозге крыс с контрастной возбудимостью нервной системы

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. Нейротрофический фактор BDNF выполняет важные функции обеспечения синаптической пластичности и функциональной активности нейронов, участвует в стрессовом ответе организма и патогенезе стресс-зависимых заболеваний. Специфику его постстрессорных изменений в мозге в связи с генетически детерминированными особенностями возбудимости нервной системы не изучали.

Цель — определить уровень мРНК bdnf в префронтальной коре, гиппокампе и миндалине крыс двух линий с контрастной возбудимостью нервной системы в норме и в разные сроки после длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия (через 24 ч, 7, 24, 60 сут).

Материалы и методы. Исследование проводили на взрослых самцах крыс линий с высоким и низким порогом возбудимости нервной системы. В качестве модели хронического стресса использовали длительное эмоционально-болевое воздействие по схеме К. Гехта. Определение уровня мРНК bdnf в трех отделах мозга контрольных и экспериментальных групп крыс двух линий в разные сроки после воздействия проводили методом количественной ПЦР в реальном времени.

Результаты. У высоковозбудимых крыс снижение экспрессии гена bdnf в префронтальной коре происходит через 24 ч и сохраняется до 7 сут после воздействия, в гиппокампе — через 2 мес. после воздействия. У крыс низковозбудимой линии изменений мРНК bdnf не обнаружено.

Заключение. У высоковозбудимых крыс длительное эмоционально-болевое стрессорное воздействие вызывает снижение экспрессии гена bdnf в префронтальной коре и гиппокампе. У низковозбудимых крыс изменений уровня мРНК данного нейротрофина не обнаружено ни в одной из исследованных областей мозга. Обсуждается возможная связь выявленной специфики изменений уровня мРНК bdnf с большей выраженностью постстрессорных тревожно-подобных нарушений поведения у высоковозбудимых крыс по сравнению с низковозбудимыми.

Об авторах

Ирина Геннадьевна Шалагинова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Автор, ответственный за переписку.
Email: shalaginova_i@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0140-3077
SPIN-код: 1160-1915
Scopus Author ID: 57202052229
ResearcherId: J-3626-2018

старший преподаватель Высшей школы живых систем

Россия, Калининград

Татьяна Геннадьевна Зачепило

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Email: zachepilo_t@infran.ru
ORCID iD: 0000-0001-6350-7050
SPIN-код: 7746-2208
Scopus Author ID: 6506211770
ResearcherId: J-6935-2018

ведущий научный сотрудник, исполняющий обязанности заведующего лабораторией генетики высшей нервной деятельности

Россия, Санкт-Петербург

Наталья Алековна Дюжикова

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Email: dyuzhikova@infran.ru
ORCID iD: 0000-0003-3617-5948
SPIN-код: 6206-3889
ResearcherId: AFO-9318-2022

исполняющая обязанности директора

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Leal G., Comprido D., Duarte C.B. BDNF-induced local protein synthesis and synaptic plasticity // Neuropharmacology. 2014. Vol. 76. P. 639–656. doi: 10.1016/j.neuropharm.2013.04.005
  2. Chang S.-H., Yu Y.H., He A. et al. BDNF protein and BDNF mRNA expression of the medial prefrontal cortex, amygdala, and hippocampus during situational reminder in the PTSD animal model // Behav. Neurol. 2021. Vol. 2021. P. 6657716. doi: 10.1155/2021/6657716
  3. Перегуд Д.И., Фрейман С.В., Тишкина А.О. и др. Влияние раннего провоспалительного стресса на экспрессию различных транскриптов BDNF в отделах мозга самцов крыс препубертатного возраста // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. № 20(2). С. 191–197. doi: 10.18699/VJ16.149
  4. Miao Z., Wang Y., Sun Z. The relationships between stress, mental disorders, and epigenetic regulation of BDNF // Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol. 21, No. 4. P. 1375. doi: 10.3390/ijms21041375
  5. Вайдо А.И., Ширяева Н.В., Павлова М.Б. и др. Селектированные линии крыс с высоким и низким порогом возбудимости: модель для изучения дезадаптивных состояний, зависимых от уровня возбудимости нервной системы // Лабораторные животные для научных исследований. 2018. № 3. С. 12–22. DOI: 10/29926/2618723X-2018-03-02
  6. Дюжикова Н.А., Даев Е.В. Геном и стресс-реакция у животных и человека // Экологическая генетика. 2018. № 16(1). С. 4–26. doi: 10.17816/ecogen1614-26
  7. Баранова К.А., Рыбникова Е.А., Самойлов М.О. Нейротрофин BDNF вовлекается в формирование и предотвращение постстрессовых психопатологий // Нейрохимия. 2015. Т. 32, № 2. С. 131. doi: 10.7868/S102781331502003X
  8. Lakshminarasimhan H., Chattarji S. Stress leads to contrasting effects on the levels of brain derived neurotrophic factor in the hippocampus and amygdala // PLoS One. 2012. Vol. 7, No. 1. P. e30481. doi: 10.1371/journal.pone.0030481
  9. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method // Methods. 2001. Vol. 25, No. 4. P. 402–408. doi: 10.1006/meth.2001.1262
  10. Chen K.-W., Chen L. Epigenetic regulation of BDNF gene during development and diseases // Int. J. Mol. Sci. 2017. Vol. 18, No. 3. P. 571. doi: 10.3390/ijms18030571
  11. Ветровой О.В., Рыбникова Е.А., Глущенко Т.С. и др. Умеренная гипобарическая гипоксия в режиме посткондиционирования повышает экспрессию hif-1 и эритропоэтина в са1 поле гиппокампа крыс, переживших тяжелую гипоксию // Нейрохимия. 2014. № 31(2). С. 134–139. doi: 10.7868/S1027813314020137
  12. Murakami S., Imbe H., Morikawa Y. et al. Chronic stress, as well as acute stress, reduces BDNF mRNA expression in the rat hippocampus but less robustly // Neurosci. Res. 2005. Vol. 53, No. 2. P. 129–139. doi: 10.1016/j.neures.2005.06.008
  13. Grønli J., Bramham C., Murison R. et al. Chronic mild stress inhibits BDNF protein expression and CREB activation in the dentate gyrus but not in the hippocampus proper // Pharmacol. Biochem. Behav. 2006. Vol. 85, No. 4. P. 842–849. doi: 10.1016/j.pbb.2006.11.021
  14. Choy K.H.C., de Visser Y., Nichols N.R., van den Buuse M. Combined neonatal stress and young-adult glucocorticoid stimulation in rats reduce BDNF expression in hippocampus: effects on learning and memory // Hippocampus. 2008. Vol. 18, No. 7. P. 655–667. doi: 10.1002/hipo.20425
  15. Smith M.A., Makino S., Kvetnansky R., Post R.M. Stress and glucocorticoids affect the expression of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 mRNAs in the hippocampus // J. Neurosci. 1995. Vol. 15, No. 3. P. 1768–1777. doi: 10.1523/JNEUROSCI.15-03-01768.1995
  16. Ордян Н.Э., Вайдо А.И., Ракицкая В.В. и др. Функционирование гипофизарно-адренокортикальной системы у крыс, селектированных по порогу чувствительности к электрическому току // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1998. № 125(4). С. 443–445.
  17. Shalaginova I.G., Tuchina O.P., Sidorova M.V. et al. Effects of psychogenic stress on some peripheral and central inflammatory markers in rats with the different level of excitability of the nervous system // PLoS One. 2021. Vol. 16, No. 7. P. e0255380. doi: 10.1371/journal.pone.0255380

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Уровень мРНК гена bdnf в префронтальной коре (a), гиппокампе (b) и миндалине (c) интактных крыс линий с высоким порогом (ВП) и низким порогом (НП) возбудимости. По вертикальной оси показано относительное значение изменения экспрессии (–ΔΔCt), графики представляют собой медианы, границы квартилей, а также максимальные и минимальные значения анализируемых данных

Скачать (91KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровень мРНК гена bdnf в префронтальной коре крыс линий с высоким порогом (a) и низким порогом (b) возбудимости в разные сроки после длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия. По вертикальной оси показано относительное значение изменения экспрессии (–ΔΔCt), графики представляют собой медианы, границы квартилей, а также максимальные и минимальные значения анализируемых данных. * p < 0,01 (критерий Краскела – Уоллиса, post-hoc-анализ Манна – Уитни, поправка FDR)

Скачать (135KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Уровень мРНК гена bdnf в гиппокампе крыс линий с высоким порогом (a) и низким порогом (b) возбудимости в разные сроки после длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия. По вертикальной оси показано относительное значение изменения экспрессии (–ΔΔCt), графики представляют собой медианы, границы квартилей, а также максимальные и минимальные значения анализируемых данных. * p < 0,01 (критерий Краскела – Уоллиса, post-hoc-анализ Манна – Уитни, поправка FDR)

Скачать (132KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Уровень мРНК гена bdnf в миндалине крыс линий с высоким порогом (a) и низким порогом (b) возбудимости в разные сроки после длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия. По вертикальной оси показано относительное значение изменения экспрессии (–ΔΔCt), графики представляют собой медианы, границы квартилей, а также максимальные и минимальные значения анализируемых данныхглавлен

Скачать (128KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023



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).