Анксиолитическое действие аналогов кисспептина у Danio rerio

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Актуальность. Нейропептид кисспептин в настоящее время наиболее широко известен как регулятор полового поведения млекопитающих.

Цель — изучение фармакологических эффектов аналогов кисспептина Kiss1 млекопитающих «Сloud Clone» (США): KS4, KS5, KS6, KS7, KS8, KS9 и Kiss10 на поведение рыб Danio rerio. Пептиды отличались строением конечных четырех аминокислот.

Материалы и методы. Кисспептины растворяли в воде для аквариумов и применяли в двух дозах: 0,01 и 0,1 мг/л. В качестве препарата сравнения использовали субстанцию феназепама. Феназепам растворяли в воде и применяли в трех дозах: 0,1, 0,5 и 1 мг/л. В работе проведено сравнение кисспептинов с анксиолитиками на примере феназепама в тесте новизны. Для этого 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». Время пребывания рыбы в нижней части аквариума после введения феназепама снижалось, особенно при использовании в дозе 0,5 и 1 мг/л.

Результаты. Аналоги кисспептина снижали показатели, характеризующие тревожное состояние рыб. На фоне действия аналогов кисспетина Kiss1 средняя длина пройденного пути рыбы, в отличие от эффектов феназепама, значительно различалась. В сравнении с контролем у KS4 в дозе 0,1 мг/л отмечали снижение числа фризинга, времени фризинга и длины траектории в 1,4 раза и возрастание числа переходов в верхнюю часть аквариума в 1,5 раза. При дозе 0,01 мг/л уменьшались число и время фризинга, длина траектории в 1,5–3 раза. У KS5 в дозе 0,1 мг/л уменьшались число и время фризинга, длина траектории и число переходов в верхнюю часть аквариума в 1,2–1,6 раза. В дозе 0,01 мг/л уменьшались число и время фризинга и длина траектории в 2,8–3 раза. У KS6: доза 0,1 мг/л — уменьшение числа и времени фризинга и длины траектории в 2–2,5 раза. Увеличивалось число переходов в верхнюю часть аквариума в 2,5 раза; доза 0,01 мг/мл — снижение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,7–2,5 раза. У KS7: доза 0,1 мг/л — уменьшение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,3–2 раза. Увеличивалось число перемещений в верхнюю часть аквариума в 1,6 раза; доза 0,01 мг/л — снижение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,6 раза. У KS8: доза 0,1 мг/л — снижение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,6 раза; доза 0,01 мг/л — снижение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,8–2,3 раза. У KS9: доза 0,1 мг/л — снижение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,2–2 раза; доза 0,01 мг/л — снижение числа и времени фризинга и длины траектории в 1,6 раза. У Kiss10 в дозе 0,1 мг/л наблюдали снижение числа и времени фризинга, длины траектории в 1,4–1,6 раза. Увеличивалось число переходов в верхнюю часть аквариума в 2,7 раза. В дозе 0,01 мг/л снижались число и время фризинга, длина траектории в 1,3–1,7 раза. Наблюдали увеличение числа траектории в 1,3 раза. Аналоги кисспептина не уступали эффектам феназепама. Среди аналогов кисспептина млекопитающих наиболее значимые показатели наблюдали у KS6 в дозе 0,1 мг/л.

Заключение. Сделан вывод, что аналоги кисспептина Kiss1 млекопитающих и Kiss10 снижают тревожно-фобические реакции на новизну у Danio rerio. В то же время эффекты исследуемых аналогов кисспептина ниже, чем у феназепама. Кисспептин участвует не только в модуляции серотонинзависимого поведения у Danio rerio, но и ГАМК-ергической системы, как транквилизаторы бензодиазепинового ряда. Результаты исследований 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.

Об авторах

Владанка Александровна Гольц

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: digitalisobscura@mail.ru

аспирант отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Андреевич Лебедев

Институт экспериментальной медицины

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

д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией общей фармакологии отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Александра Александровна Блаженко

Институт экспериментальной медицины

Email: alexandrablazhenko@gmail.com
SPIN-код: 8762-3604

мл. науч. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Виктор Андреевич Лебедев

Институт экспериментальной медицины

Email: vitya-lebedev-57@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1525-8106
SPIN-код: 1878-8392

канд. биол. наук, научн. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Сергей Владимирович Казаков

Институт экспериментальной медицины

Email: svkazakov@mail.ru

аспирант отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Аликбер Азизович Байрамов

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова

Email: alekber@mail.ru

д-р мед. наук, вед. науч. сотр

Россия, Санкт-Петербург

Платон Платонович Хохлов

Институт экспериментальной медицины

Email: platonkh@list.ru

канд. биол. наук, ст. научн. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Евгений Рудольфович Бычков

Институт экспериментальной медицины

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

канд. мед. наук, заведующий лабораторией химии и фармакологии лекарственных средств отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Сарнг Саналович Пюрвеев

Институт экспериментальной медицины

Email: dr.purveev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4467-2269
SPIN-код: 5915-9767

научн. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Петр 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 нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Kotani M, Detheux M, Vandenbogaerde A, et al. The metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes kisspeptins, the natural ligands of the orphan G Protein-coupled receptor GPR54. J Biol Chem. 2001;276(34):631–636. doi: 10.1074/jbc.M104847200
  2. Quillet R, Ayachi S, Bihel F, et al. RF-amide neuropeptides and their receptors in Mammals: Pharmacological properties, drug development and main physiological functions. Pharmacol Ther. 2016;160:84–132. doi: 10.1016/j.pharmthera.2016.02.005
  3. Ohtaki T, Shintani Y, Honda SI, et al. Metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes peptide ligand of a G-protein-coupled receptor. Nature. 2001;411(6837):613–617. doi: 10.1038/35079135
  4. Pampillo M, Camuso N, Taylor JE, et al. Regulation of GPR54 signaling by GRK2 and arrestin. Mol Endocrinol. 2009;23(12):2060–2074. doi: 10.1210/me.2009-0013
  5. Szereszewski JM, Pampillo M, Ahow MR, et al. GPR54 regulates ERK1/2 activity and hypothalamic gene expression in a Galpha(q/11) and beta-arrestin-dependent manner. PLoS One. 2010;5(9):129–164. doi: 10.1371/journal.pone.0012964
  6. Lee DK, Nguyen T, O’Neill GP, et al. Discovery of a receptor related to the galanin receptors. FEBS Lett. 1999;446(1):103–107. doi: 10.1016/S0014-5793(99)00009-5
  7. Brailoiu GC, Dun SL, Ohsawa M, et al. KiSS-1 expression and metastin-like immunoreactivity in the rat brain. J Comp Neurol. 2005;481(3):314–329. doi: 10.1002/cne.20350
  8. Overgaard A, Tena-Sempere M, Franceschini I, et al. Comparative analysis of kisspeptin-immunoreactivity reveals genuine differences in the hypothalamic Kiss1 systems between rats and mice. Peptides. 2013;45:85–90. doi: 10.1016/j.peptides.2013.04.013
  9. Higo S, Honda S, Iijima N, Ozawa H. Mapping of kisspeptin receptor mRNA in the whole rat brain and its co-localisation with oxytocin in the paraventricular nucleus. J Neuroendocrinol. 2016;28(4):1–8. doi: 10.1111/jne.12356
  10. Parhar IS, Ogawa S, Sakuma Y. Laser-captured single digoxigenin-labeled neurons of gonadotropin-releasing hormone types reveal a novel G protein-coupled receptor (Gpr54) during maturation in cichlid fish. Endocrinology. 2004;145(8):3613–3618. doi: 10.1210/en.2004-0395
  11. Ogawa S, Parhar IS. Functions of habenula in reproduction and socio reproductive behaviours. Front Neuroendocrinol. 2021;64:100964. doi: 10.1016/j.yfrne.2021.100964
  12. 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
  13. Ogawa S, Parhar IS. Biological significance of kisspeptin-Kiss 1 receptor signaling in the habenula of teleost species. Front Endocrinol. 2018;9:222. doi: 10.3389/fendo.2018.00222
  14. Tang H, Liu Y, Luo D, et al. The Kiss/Kissr systems are dispensable for zebrafish reproduction: Evidence from gene knockout studies. Endocrinology. 2015;156(2):589–599. doi: 10.1210/en.2014-1204
  15. Liu Y, Tang H, Xie R, et al. Genetic evidence for multifactorial control of the reproductive axis in zebrafish. Endocrinology. 2017;158(3):604–611. doi: 10.1210/en.2016-1540
  16. Nakajo M, Kanda S, Karigo T, et al. Evolutionally conserved function of kisspeptin neuronal system is nonreproductive regulation as revealed by nonmammalian study. Endocrinology. 2018;159(1): 163–183. doi: 10.1210/en.2017-00808
  17. Etzion T, Zmora N, Zohar Y, et al. Ectopic over expression of kiss1 may compensate for the loss of Kiss2. Gen Comp Endocrinol. 2020;295:113523. doi: 10.1016/j.ygcen.2020.113523
  18. Ogawa S, Nathan FM, Parhar IS. Habenular kisspeptin modulates fear in the zebrafish. PNAS. 2014;111(10):3841–3846. doi: 10.1073/pnas.1314184111
  19. Adekunbi DA, Li XF, Lass G, et al. Kisspeptin neurones in the posterodorsal medial amygdala modulate sexual partner preference and anxiety in male mice. J Neuroendocrinol. 2018;30(3):e12572. doi: 10.1111/jne.12572.
  20. Katalin E, Ibos ÉB, Zsolt B, et al. Kisspeptin-8 induces anxiety-like behavior and hypolocomotion by activating the HPA Axis and Increasing GABA release in the nucleus accumbens in rats. Biomedicines. 2021;9(2):112. doi: 10.3390/biomedicines9020112
  21. Rao YS, Mott NN, Pak TR. Effects of kisspeptin on parameters of the HPA axis. Endocrine. 2011;39(3):220–228. doi: 10.1007/s12020-011-9439-4
  22. Thomson EL, Patterson M, Murphy KG, et al. Central and peripheral administration of Kisspeptin-10 stimulates the hypothalamic-pituitary-gonadal axis. J Neuroendocrinol. 2004;16(10):850–858. doi: 10.1111/j.1365-2826.2004.01240.x
  23. 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
  24. Telegdy G, Adamik A. 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
  25. Insel TR. The challenge of translation in social neuroscience: A review of oxytocin, vasopressin, and affiliative behavior. Neuron. 2010;65(6):768–779. doi: 10.1016/j.neuron.2010.03.005
  26. Bromberg-Martin ES, Matsumoto M, Hikosaka O. Dopamine in motivational control: rewarding, aversive, and alerting. Neuron. 2010;68(5):815–834. doi: 10.1016/j.neuron.2010.11.022
  27. Johnson CS, Hong W, Micevych PE. Posterodorsal medial amygdala regulation of female social behavior: GABA versus glutamate projections. J Neurosci. 2021;41(42):8790–8800. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1103-21.2021
  28. Tanaka M, Csabafi K, Telegdy G. Neurotransmissions of antidepressant like effects of Kisspeptin-13. Regul Pept. 2013;180:1–4. doi: 10.1016/j.regpep.2012.08.017
  29. Nathan FM, Ogawa S, Parhar IS. Kisspeptin1 modulates odorant-evoked fear response via two serotonin receptor subtypes (5-HT1A and 5-HT2) in zebrafish. J Neurochem. 2015;133(6):870–878. doi: 10.1111/jnc.13105
  30. Lebedev AA, Blazhenko AA, Goltz VA, et al. Effects of kisspeptin analogues on the behavior of Danio rerio. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2022;20(2):201–210. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF202201-210
  31. 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
  32. Shabanov PD, Blazhenko AA, Devyashin AS, et al. In search of new brain biomarkers of stress. Research Results in Pharmacology. 2021;7(1):41–46. doi: 10.3897/rrpharmacology.7.63326
  33. Cachat J, Stewart A, Grossman L, et al. Measuring behavioral and endocrine responses to novelty stress in adult Danio rerio. Nature protocols. 2010;5(11):1786–1789. doi: 10.1038/nprot.2010.140
  34. 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
  35. 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
  36. 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
  37. 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):1–21. (In Russ.) doi: 10.29926/2618723X-2018-01-02
  38. Jakubovski E, Johnson JA, Nasir M, et al. Systematic review and meta-analysis: Dose-response curve of SSRIs and SNRIs in anxiety disorders. Depress Anxiety. 2019;36(3):198–212. doi: 10.1002/da.22854
  39. Padala PR, Padala KP, Majagi A, et al. Selective serotonin reuptake inhibitors-associated apathy syndrome. J Medicine. 2020;99(33): e21497. doi: 10.1097/MD.0000000000021497
  40. Shagiakhmetov FSh. Atypical anti-psychoterritorial election commissions: it is more than similarities or distinctions? Theoretical preconditions. Sovremennaya terapiya v psikhiatrii i nevrologii. 2014;(1):14–22. (In Russ.)
  41. Kaplan HI, Sadock BJ, Grebb JA. Synopsis of psychiatry: behavioral sciences clinical psychiatry. 7th edition. Williams and Wilkins, 1994. 920 p.
  42. 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
  43. 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
  44. Herbison AE, de Tassigny X, 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

© Гольц В.А., Лебедев А.А., Блаженко А.А., Лебедев В.А., Казаков С.В., Байрамов А.А., Хохлов П.П., Бычков Е.Р., Пюрвеев С.С., Шабанов П.Д., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».