The changes of protein kinases activities in the brain structures after ghrelin antagonists administration in previously stressed Danio rerio

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Nowadays there are a lot of data to suggest about an important role of ghrelin signaling system in stress response and reinforcement mechanisms. There is a common opinion that a protein kinase system plays a role of a second intracellular messenger for ghrelin system.

AIM: So, the aim of our study was to measure the total protein kinase activity in brain structures of Danio rerio. The all procedures have been approved according to the Local Ethical Committee of Institute of Experimental Medicine.

MATERIALS AND METHODS: In our study it has been used 50 specimen Danio rerio 6–8 months of age. There also has been used a predator (Hypsophrys nicaraguensis). During experiment a fish has been firstly placed into a tank of water with a dissolved pharmacological substance for 5 min, then has been transferred into a tank with predator also for 5 min. Two ghrelin antagonists have been used in our experiment in 0.333 mg/l dosage [D-Lys3]-GHRP-6 and Agrelax, a recombinant peptide analogue of ghrelin with molecular weight 3.5 kD, which has been invented in our Institute. The brain has been divided into three anatomical parts: telencephalon, midbrain and cerebellum. After that the material for kinase activity assay was made (ADP sensor Universal Kinase Activity Assay kit, BioVision).We also have used GraphPad Prism 6 for statistical estimation. Kolmogorov–Smirnov test Mann–Whitney U-test have been used as statistical tests.

RESULTS: In control group, the kinase activity has been determined in all tested brain structures. After predator exposure, the kinase activity has significantly changed. After [D-Lys3]-GHRP-6 administration there has not been determined any protein kinase activity in all brain structures. In the cerebellum the kinase activity has been the highest after Agrelax administration. Protein kinase system demonstrates significant stress response.

CONCLUSIONS. Pharmacological action on ghrelin receptors leads to changes in kinase system in Danio rerio’s brain structures.

About the authors

Alexandra A. Blazhenko

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: alexandrablazhenko@gmail.com
SPIN-code: 8762-3604

Junior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Boris A. Reikhardt

Institute of Experimental Medicine

Email: reihardt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3371-9161
SPIN-code: 8980-1073

Cand. Sci. (Med.), Senior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Platon P. Khokhlov

Institute of Experimental Medicine

Email: platonkh@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6553-9267
SPIN-code: 8673-7417

Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Eugenii R. Bychkov

Institute of Experimental Medicine

Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-code: 9408-0799

Cand. Med. Sci. (Pathophysiology), Head of the Laboratory of Chemistry and Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

Andrei A. Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-code: 4998-5204

Dr. Biol. Sci. (Pharmacology), Head of the Laboratory of General Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-code: 8974-7477

Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Professor and Head

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Lutter M, Sakata I, Osborne-Lawrence S, et al. The orexigenic hormone ghrelin defends against depressive symptoms of chronic stress. Nat Neurosci. 2008;11(7):752–753. doi: 10.1038/nn.2139
  2. Kanehisa M, Akiyoshi J, Kitaichi T, et al. Administration of antisense DNA for ghrelin causes an antidepressant and anxiolytic response in rats. Prog Neuro-Psychopharmacol Biol Psychiatry. 2006;30(8):1403–1407. doi: 10.1016/j.pnpbp.2006.05.005
  3. Asakawa A, Inui A, Kaga T, et al. A role of ghrelin in neuroendocrine and behavioral responses to stress in mice. Neuroendocrinology. 2001;74(3):143–147. doi: 10.1159/000054680
  4. Carlini VP, Monzóna ME, Varasa MM, et al. Ghrelin increases anxiety-like behavior and memory retention in rats. Biochem Biophys Res Commun. 2002;299(5):739–743. doi: 10.1016/S0006-291X(02)02740-7
  5. Griffiths BB, Schoonheim PJ, Ziv L, et al. А zebrafish model of glucocorticoid resistance shows serotonergic modulation of the stress response. Front Behav Neurosci. 2012;6:68. doi: 10.3389/fnbeh.2012.00068
  6. Kaiya H, Kojima M, Hosoda H, et al. Peptide purification, complementary deoxyribonucleic acid (DNA) and genomic DNA cloning, and functional characterization of ghrelin in rainbow trout. Endocrinology. 2003;144(12):5215–5226. doi: 10.1210/en.2003-1085
  7. Andersson U, Flipsson K, Abbott CR, et al. AMP-activated protein kinase plays a role in the control of food intake. J Biol Chem. 2004;279(13):12005–12008. doi: 10.1074/jbc.C300557200
  8. Amole N, Unniappan S. Fasting induces preproghrelin mRNA expression in the brain and gut of zebrafish, Danio rerio. Gen Comp Endocrinol. 2009;161(1):133–137. doi: 10.1016/j.ygcen.2008.11.002
  9. Magnoni LJ, Vraskou Y, Palstra AP, Planas JV. AMP-Activated protein kinase plays an important evolutionary conserved role in the regulation of glucose metabolism in fish skeletal muscle cells. PLoS One. 2012;7(2):31219. doi: 10.1371/journal.pone.0031219
  10. Menke AL, Spitsbergen JM, Wolterbeek APM, Woutersen RA. Normal anatomy and histology of the adult zebrafish. Toxicol Pathology. 2001;39(5):759–775. doi: 10.1177/0192623311409597
  11. Shabanov PD, Blazhenko AA, Devyashin AS, et al. In search of new brain biomarkers of stress. Res Results Pharmacol. 2021;7(1):41–46. doi: 10.3897/rrpharmacology.7.633262
  12. Reikhardt BA, Shabanov PD. Catalytic subunit of PKA as a prototype of the eukaryotic protein kinase family. Biochemistry (Moscow). 2020;85(4):409–424. (In Russ.) doi: 10.1134/S0006297920040021

Copyright (c) 2022 Blazhenko A.A., Reikhardt B.A., Khokhlov P.P., Bychkov E.R., Lebedev A.A., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».