Действие аналогов кисспептина на поведение Danio rerio
- Авторы: Лебедев А.А.1, Блаженко А.А.1, Гольц В.А.1, Девяшин А.С.1, Лебедев В.А.1, Казаков С.В.1, Байрамов А.А.1,2, Хохлов П.П.1, Бычков Е.Р.1, Шабанов П.Д.1
-
Учреждения:
- Институт экспериментальной медицины
- Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
- Выпуск: Том 20, № 2 (2022)
- Страницы: 201-210
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journal-vniispk.ru/RCF/article/view/110401
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF202201-210
- ID: 110401
Цитировать
Аннотация
Актуальность. Кисспептин 1 (Kiss1) рыб действует на систему серотонина мозга у Danio rerio, снижая тревожно-фобические реакции. Ген кисспептина (kiss1) костистых рыб — консервативный ортолог гена кисспептина (KISS1/Kiss1) млекопитающих.
Цель — исследовать возможное анксиолитическое действие аналогов кисспептина Kiss1 млекопитающих у Danio rerio в сравнении с антидепрессантами серотонинового типа действия.
Материалы и методы. Использовали тест новизны: рыбу помещали сначала в мерный стакан с растворенным фармакологическим веществом (или Н2О), а затем в просмотровый аквариум на 6 мин, где автоматически регистрировали траекторию движения, длину пути, число перемещений в верхнюю часть аквариума, время пребывания в нижней части аквариума, число и время паттерна «фризинг».
Результаты. В ответ на новизну помещения в просмотровый аквариум рыбы реагируют погружением на дно, увеличением фризинга и снижением числа перемещений в верхнюю половину аквариума. На фоне антидепрессантов кломипрамина, пароксетина или тразодона (0,5 мг – 1 мг на 1000 мл воды) рыбы находились не только в нижней, но и в верхней части просмотрового аквариума. Средняя длина пути существенно не изменялась. Время пребывания в нижней части аквариума снижалось более чем в 2 раза по сравнению с контрольной группой животных и проявляло дозозависимый эффект. Число перемещений в верхнюю часть аквариума за опыт существенно увеличивалось. Аналоги кисспептина млекопитающих «Сloud Clone» (США) в дозе 0,01–1 мг на 1 л воды вызывали сходную картину поведения у рыб в ответ на новизну. В то же время эффекты аналогов кисспептина оказались ниже, чем у антидепрессантов. Наиболее эффективная доза для действия изученных аналогов кисспептина соответствовала 0,1 мг на 1 л воды.
Заключение. Таким образом, аналоги кисспептина Kiss1 млекопитающих снижают тревожно-фобические реакции на новизну у Danio rerio. Данные об однонаправленных эффектах аналогов кисспептина млекопитающих и антидепрессантов серотонинового типа действия подтверждают потенциальную роль Kiss1 в модуляции серотонин-зависимого поведения у Danio rerio. Полученные данные подтверждают гипотезу, что кисспептин может участвовать в регуляции тревожно-фобических состояний, по-видимому, для поддержания эмоциональных аспектов репродуктивного поведения, таких как половая мотивация и возбуждение.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Андрей Андреевич Лебедев
Институт экспериментальной медицины
Автор, ответственный за переписку.
Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-код: 4998-5204
д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией
Россия, Санкт-ПетербургАлександра Александровна Блаженко
Институт экспериментальной медицины
Email: alexandrablazhenko@gmail.com
SPIN-код: 8762-3604
мл. научн. сотр.
Россия, Санкт-ПетербургВладанка Александровна Гольц
Институт экспериментальной медицины
Email: alexandrablazhenko@gmail.com
аспирант
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Сергеевич Девяшин
Институт экспериментальной медицины
Email: alexsanta93@mail.ru
SPIN-код: 5799-5470
аспирант
Россия, Санкт-ПетербургВиктор Андреевич Лебедев
Институт экспериментальной медицины
Email: vitya-lebedev-57@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1525-8106
SPIN-код: 1878-8392
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургСергей Владимирович Казаков
Институт экспериментальной медицины
Email: svkazakov@mail.ru
аспирант
Россия, Санкт-ПетербургАлекбер Азизович Байрамов
Институт экспериментальной медицины; Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
Email: alekber@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0673-8722
SPIN-код: 9802-9988
д-р мед. наук, вед. научн. сотр.
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургПлатон Платонович Хохлов
Институт экспериментальной медицины
Email: platonkh@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6553-9267
SPIN-код: 8673-7417
канд, биол. наук, ст. научн. сотр.
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Рудольфович Бычков
Институт экспериментальной медицины
Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-код: 9408-0799
канд. мед. наук, заведующий лабораторией
Россия, Санкт-ПетербургПетр Дмитриевич Шабанов
Институт экспериментальной медицины
Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-код: 8974-7477
д-р мед. наук, профессор, заведующий отделом
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Messager S, Chatzidaki EE, Ma D, et al. Kisspeptin directly stimulates gonadotropin-releasing hormone release via G protein-coupled receptor 54. PNAS USA. 2005;102(5):1761–1766. doi: 10.1073/pnas.0409330102
- De Bond J-A, Smith JT. Kisspeptin and energy balance in reproduction. Reproduction. 2014;147(3):53–63. doi: 10.1530/REP-13-0509
- Herbison AE, de Tassigny Xd’A, Doran J, Colledge WH. Distribution and postnatal development of Gpr54 gene expression in mouse brain and gonadotropin-releasing hormone neurons. Endocrinology. 2010;151(1):312–321. doi: 10.1210/en.2009-0552
- Kim J, Semaan SJ, Clifton DK, et al. Regulation of Kiss1 expression by sex steroids in the amygdala of the rat and mouse. Endocrinology. 2011;152(5):2020–2030. doi: 10.1210/en.2010-1498
- Kitahashi T, Ogawa S, Parhar IS. Cloning and expression of Kiss2 in the zebrafish and medaka. Endocrinology. 2009;150(2):821–831. doi: 10.1210/en.2008-0940
- Gopurappilly R, Ogawa S, Parhar IS. Functional significance of GnRH and kisspeptin, and their cognate receptors in teleost reproduction. Front Endocrinol. 2013;8(4):24. doi: 10.3389/fendo.2013.00024
- Ogawa S, Ng KW, Ramadasan PN, et al. Habenular Kiss1 neurons modulate the serotonergic system in the brain of zebrafish. Endocrinology. 2012;153(5):2398–2407. doi: 10.1210/en.2012-1062
- Amo R, Aizawa H, Takahoko M, et al. Identification of the zebrafish ventral habenula as a homolog of the mammalian lateral habenula. J Neurosci. 2010;30(4):1566–1574. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3690-09.2010
- Matsumoto M, Hikosaka O. Lateral habenula as a source of negative reward signals in dopamine neurons. Nature. 2007;447(7148):1111–1115. doi: 10.1038/nature05860
- Pobbe RLH, Zangrossi H. The lateral habenula regulates defensive behaviors through changes in 5-HT-mediated neurotransmission in the dorsal periaqueductal gray matter. Neurosci Lett. 2010;479(2):87–91. doi: 10.1016/j.neulet.2010.05.021
- Lillesaar C, Tannhäuser B, Stigloher C, et al. The serotonergic phenotype is acquired by converging genetic mechanisms within the zebrafish central nervous system. Dev Dyn. 2007;236(4):1072–1084. doi: 10.1002/dvdy.21095
- Satoshi O, Nathan FM, Parhar IS. Habenular kisspeptin modulates fear in the zebrafish. PNAS USA. 2014;111(10):3841–3846. doi: 10.1073/pnas.13141841110
- Shabanov PD, Lebedev VA, Lebedev AA, Bychkov ER. Effect of novelty stress on behavioral responses of Danio rerio and assessment of dose-dependent effects of anxiolytics of benzodiazepine structure with phenazepam as an example. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2017;15(3):57–63. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF15357-63
- Shabanov PD, Blazhenko AA, Devyashin AS, et al. In search of new brain biomarkers of stress. Res Results in Pharmacol. 2021;7(1):41–46. doi: 10.3897/rrpharmacology.7.63326
- Cachat J, Stewart A, Grossman L, Kalueff AV. Measuring behavioral and endocrine responses to novelty stress in adult Danio rerio. Nature Protoc. 2010;5(11):1786–1789. doi: 10.1038/nprot
- Devyashin AS, Blazhenko AA, Lebedev VA, et al. Assessment of dose-dependent effects of anxiolytics of benzodiazepine structure with diazepam as an example in Danio rerio. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2020;18(1):43–49. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF18143-49
- Eresko SO, Airapetov MI, Matveeva NA, et al. Danio rerio as a model object in drug research. Narcology. 2020;19(4):43–48. (In Russ.) doi: 10.25557/1682-8313.2020.04.43-48
- Blazhenko AA, Khokhlov PP, Tissen IY, et al. Benzodiazepine tranquilizers abolish the stress-induced increase of the brain ghrelin level in Danio rerio. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2020;18(4):327–332. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF184327-332
- Lebedev VA, Lebedev AA, Bychkov ER, Shabanov PD. Probability of using the behavioral responses of Danio rerio in assessment of dose-dependent effects of phenazepam. Laboratory Animals for Science. 2018;(1):12–21. (In Russ.) doi: 10.29296/2618723X-2018-01-02
- Bencan Z, Sledge D, Levin ED. Buspirone, chlordiazepoxide and diazepam effects in a Danio rerio model of anxiety. Pharmacol Biochem Behav. 2009;94(1):75–80. doi: 10.1016/j.pbb.2009.07.009
- Egan RJ, Bergner CL, Hart PC, et al. Understanding behavioral and physiological phenotypes of stress and anxiety in zebrafish. Behav Brain Res. 2009;205(1):38–44. doi: 10.1016/j.bbr.2009.06.022
- Speedie N, Gerlai R. Alarm substance induced behavioral responses in zebrafish (Danio rerio). Behav Brain Res. 2008;188(1): 168–177. doi: 10.1016/j.bbr.2007.10.031
- Le Doux JE. Evolution of human emotion: A view through fear. Prog Brain Res. 2012;195:431–442. doi: 10.1016/B978-0-444-53860-4.00021-0
- McDevitt RA, Hiroi R, Mackenzieet SM, et al. Serotonin 1B autoreceptors originating in the caudal dorsal raphe nucleus reduce expression of fear and depression-like behavior. Biol Psychiatry. 2011;69(8):780–787. doi: 10.1016/j.biopsych.2010.12.029
- Amat J, Sparks PD, Matus-Amat P, et al. The role of the habenular complex in the elevation of dorsal raphe nucleus serotonin and the changes in the behavioral responses produced by uncontrollable stress. Brain Res. 2001;917(1):118–126. doi: 10.1016/s0006-8993(01)02934-1
- Csabafi K, Jászberényi M, Bagosi Z, et al. Effects of kisspeptin-13 on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis, thermoregulation, anxiety and locomotor activity in rats. Behav Brain Res. 2013;241:56–61. doi: 10.1016/j.bbr.2012.11.039
- Telegdy G, Adamik Á. The action of kisspeptin-13 on passive avoidance learning in mice. Involvement of transmitters. Behav Brain Res. 2013;243:300–305. doi: 10.1016/j.bbr.2013.01.016
- Silva RCB, Gárgaro AC, Brandão ML. Differential regulation of the expression of contextual freezing and fear-potentiated startle by 5-HT mechanisms of the median raphe nucleus. Behav Brain Res. 2004;151(1–2):93–101. doi: 10.1016/j.bbr.2003.08.015
- Lebedev AA, Devyashin AS, Blazhenko AA, et al. Behavioral analysis of anxiolytic action of phenazepam in conditions of an acute psychogenic stress (predator presentation) in Danio rerio. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2021;19(1):71–78. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF19171-78
- Li CI, Maglinao TL, Takahashi LK. Medial amygdala modulation of predator odor-induced unconditioned fear in the rat. Behav Neurosci. 2004;118(2):324–332. doi: 10.1037/0735-7044.118.2.324
- Felton TM, Linton L, Rosenblatt JS, Morell JI. First and second order maternal behavior related afferents of the lateral habenula. Neuroreport. 1999;10(4):883–887. doi: 10.1097/00001756-199903170-00039
- LeDoux J. Fear and the brain: Where have we been, and where are we going? Biol Psychiatry. 1998;44(12):1229–1238. doi: 10.1016/s0006-3223(98)00282-0
- Kongsted AG. Relation between reproduction performance and indicators of feed intake, fear and social stress in commercial herds with group-housed non-lactating sows. Livest Sci. 2006; 101(1–3):46–56. doi: 10.1016/j.livprodsci.2005.09.011
