Изменение экспрессии генов катаболизма дофамина у крыс DAT-KO с индуцированным вальпроатным синдромом

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. Расстройство аутистического спектра и синдром дефицита внимания и гиперактивности представляют собой сложные нарушения развития нервной системы. Оба заболевания диагностируются в детском возрасте и часто бывают коморбидными. Крысы с нокаутом гена транспортера дофамина проявляют симптоматику, характерную для синдрома дефицита внимания и гиперактивности. Для моделирования расстройства аутистического спектра используют пренатальное введение вальпроевой кислоты. Дисфункция дофаминергической системы может быть одной из причин развития синдрома дефицита внимания и гиперактивности и расстройства аутистического спектра. Однако нейрохимические механизмы, лежащие в основе дисфункции дофаминергической системы и способствующие патогенезу расстройства аутистического спектра, требуют дальнейшего изучения.

Цель — исследование уровней экспрессии мРНК генов катаболизма дофамина у крыс-гетерозигот с нокаутом гена, кодирующего транспортер обратного захвата дофамина, и индуцированным вальпроатным синдромом.

Материалы и методы. Работа выполнена на 32 крысах в возрасте 40 дней (подростковый возраст). Всего в работе было сформировано 4 группы крыс: DAT:Salt, DAT:VPA, WT:VPA и WT:Salt, где DAT/WT — наличие или отсутствие генетического фактора (DAT — гетерозигота по нокауту гена SLC6A3, WT — дикий тип), VPA/Salt — наличие или отсутствие токсического фактора (индуцированный вальпроатный синдром).

Результаты. Экспрессия мРНК ферментов моноаминоксидазы А и моноаминоксидазы B в среднем мозге была снижена в группах DAT:Salt, DAT:VPA и WT:VPA по сравнению с контрольной группой WT:Salt. Экспрессия мРНК катехол-О-метилтрансферазы в среднем мозге у крыс DAT:Salt значительно выше, чем в контрольной группе WT:Salt, однако введение вальпроевой кислоты приводит к снижению экспрессии катехол-О-метилтрансферазы у крыс-гетерозигот по нокауту гена SLC6A3. В префронтальной коре и стриатуме не было замечено изменений в экспрессии мРНК моноаминоксидазы А, моноаминоксидазы B и катехол-О-метилтрансферазы.

Заключение. Развитие вальпроатного синдрома и/или нарушение обратного захвата дофамина приводят к снижению уровня мРНК моноаминоксидазы А и моноаминоксидазы B в среднем мозге крыс. Пренатальное воздействие вальпроевой кислоты приводило к снижению уровня мРНК катехол-О-метилтрансферазы в среднем мозге у крыс-гетерозигот по нокауту гена DAT.

Об авторах

Илья Романович Назаров

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: inazarovgm@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-3789-0836

инженер, биологический факультет, кафедра биохимии

Россия, Санкт-Петербург

Дарья Алексеевна Обухова

Санкт-Петербургский государственный университет; Институт экспериментальной медицины

Email: obuhowadaria@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-4287-0808

студент биологического факультета, кафедра биохимии, лаборант-исследователь физиологического отдела им. И.П. Павлова, лаборатория нейрохимии

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Валентина Михайловна Кудринская

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: v.kudrinskaja2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2763-5191

лаборант-исследователь физиологического отдела им. И.П. Павлова, лаборатория нейрохимии, студент Института биомедицинских систем и биотехнологий

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Нина Сергеевна Пестерева

Институт экспериментальной медицины

Email: pesterevans@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3104-8790

старший научный сотрудник физиологического отдела им. И.П. Павлова, лаборатория нейрохимии

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Lai M.-C., Kassee C., Besney R., et al. Prevalence of co-occurring mental health diagnoses in the autism population: a systematic review and meta-analysis // Lancet Psychiatry. 2019. Vol. 6, N 10. P. 819–829. doi: 10.1016/S2215-0366(19)30289-5
  2. Marotta R., Risoleo M.C., Messina G., et al. The neurochemistry of autism // Brain Sci. 2020. Vol. 10, N 3. P. 163. doi: 10.3390/brainsci10030163
  3. Pavăl D. A dopamine hypothesis of autism spectrum disorder // Dev Neurosci. 2017. Vol. 39, N 5. P. 355–360. doi: 10.1159/000478725
  4. Inui T., Kumagaya S., Myowa-Yamakoshi M. Neurodevelopmental hypothesis about the etiology of autism spectrum disorders // Front Hum Neurosci. 2017. Vol. 11. P. 354. doi: 10.3389/fnhum.2017.00354
  5. Banerjee A., Engineer C.T., Sauls B.L., et al. Abnormal emotional learning in a rat model of autism exposed to valproic acid in utero // Front Behav Neurosci. 2014. Vol. 8. P. 387. doi: 10.3389/fnbeh.2014.00387
  6. Chaliha D., Albrecht M., Vaccarezza M., et al. A systematic review of the valproic-acid-induced rodent model of autism // Dev Neurosci. 2020. Vol. 42, N 1. P. 12–48. doi: 10.1159/000509109
  7. Favre M.R., Barkat T.R., Lamendola D., et al. General developmental health in the VPA-rat model of autism // Front Behav Neurosci. 2013. Vol. 7. P. 88. doi: 10.3389/fnbeh.2013.00088
  8. Tartaglione A.M., Schiavi S., Calamandrei G., Trezza V. Prenatal valproate in rodents as a tool to understand the neural underpinnings of social dysfunctions in autism spectrum disorder // Neuropharmacology. 2019. Vol. 159. P. 107477. doi: 10.1016/j.neuropharm.2018.12.024
  9. Hegarty S.V., Sullivan A.M., O’Keeffe G.W. Midbrain dopaminergic neurons: a review of the molecular circuitry that regulates their development // Dev Biol. 2013. Vol. 379, N 2. P. 123–138. doi: 10.1016/j.ydbio.2013.04.014
  10. Iijima Y., Behr K., Iijima T., et al. Distinct defects in synaptic differentiation of neocortical neurons in response to prenatal valproate exposure // Sci Rep. 2016. Vol. 6. P. 27400. doi: 10.1038/srep27400
  11. Qi C., Luo L.D., Feng I., Ma S. Molecular mechanisms of synaptogenesis // Front Synaptic Neurosci. 2022. Vol. 14. P. 939793. doi: 10.3389/fnsyn.2022.939793
  12. Wang L., Liu Y., Li S., et al. Wnt signaling pathway participates in valproic acid-induced neuronal differentiation of neural stem cells // Int J Clin Exp Pathol. 2015. Vol. 8, N 1. P. 578–585.
  13. Luo S.X., Huang E.J. Dopaminergic neurons and brain reward pathways: from neurogenesis to circuit assembly // Am J Pathol. 2016. Vol. 186, N 3. P. 478–488. doi: 10.1016/j.ajpath.2015.09.023
  14. Meiser J., Weindl D., Hiller K. Complexity of dopamine metabolism // Cell Commun Signal. 2013. Vol. 11, N 1. P. 34. doi: 10.1186/1478-811X-11-34
  15. Larsen M.B., Sonders M.S., Mortensen O.V., et al. Dopamine transport by the serotonin transporter: a mechanistically distinct mode of substrate translocation // J Neurosci. 2011. Vol. 31, N 17. P. 6605–6615. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0576-11.2011
  16. Choi C.S., Hong M., Kim K.C., et al. Effects of atomoxetine on hyper-locomotive activity of the prenatally valproate-exposed rat offspring // Biomol Ther (Seoul). 2014. Vol. 22, N 5. P. 406–413. doi: 10.4062/biomolther.2014.027
  17. Xu H., Yang F. The interplay of dopamine metabolism abnormalities and mitochondrial defects in the pathogenesis of schizophrenia // Transl Psychiatry. 2022. Vol. 12, N 1. P. 464. doi: 10.1038/s41398-022-02233-0
  18. Efimova E.V., Gainetdinov R.R., Budygin E.A., Sotnikova T.D. Dopamine transporter mutant animals: a translational perspective // J Neurogenet. 2016. Vol. 30, N 1. P. 5–15. doi: 10.3109/01677063.2016.1144751
  19. Leo D., Sukhanov I., Gainetdinov R.R. Novel translational rat models of dopamine transporter deficiency // Neural Regen Res. 2018. Vol. 13, N 12. P. 2091–2093. doi: 10.4103/1673-5374.241453
  20. Ali E.H.A., Elgoly A.H.M. Combined prenatal and postnatal butyl paraben exposure produces autism-like symptoms in offspring: comparison with valproic acid autistic model // Pharmacol Biochem Behav. 2013. Vol. 111. P. 102–110. doi: 10.1016/j.pbb.2013.08.016

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Уровни экспрессии мРНК катехол-О-метилтрансферазы (COMT), моноаминоксидазы А (MAO-A), моноаминоксидазы B (MAO-B) в среднем мозге в группах DAT:Salt (n = 4), WT:Salt (n = 7), DAT:VPA (n = 5), WT:VPA (n = 6). Данные представлены как M ± SEM. * p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,005; # p ≤ 0,0001

Скачать (107KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровни экспрессии мРНК катехол-О-метилтрансферазы (COMT), моноаминоксидазы А (MAO-A), моноаминоксидазы B (MAO-B) в стриатуме. DAT:Salt (n = 6), WT:Salt (n = 7), DAT:VPA (n = 7), WT:VPA (n = 7). Данные представлены как M ± SEM

Скачать (104KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Уровни экспрессии мРНК катехол-О-метилтрансферазы (COMT), моноаминоксидазы А (MAO-A), моноаминоксидазы B (MAO-B) в префронтальной коре. DAT:Salt (n = 5), WT:Salt (n = 7), DAT:VPA (n = 7), WT:VPA (n = 7). Данные представлены как M ± SEM

Скачать (111KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024



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).