Анксиолитическое действие аналогов кисспептина у Danio rerio
- Авторы: Гольц В.А.1, Лебедев А.А.1, Блаженко А.А.1, Лебедев В.А.1, Казаков С.В.1, Байрамов А.А.2, Хохлов П.П.1, Бычков Е.Р.1, Пюрвеев С.С.1, Шабанов П.Д.1
-
Учреждения:
- Институт экспериментальной медицины
- Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
- Выпуск: Том 21, № 2 (2023)
- Страницы: 159-169
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journal-vniispk.ru/RCF/article/view/146562
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF321976
- ID: 146562
Цитировать
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.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Владанка Александровна Гольц
Институт экспериментальной медицины
Автор, ответственный за переписку.
Email: digitalisobscura@mail.ru
аспирант отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
Россия, Санкт-ПетербургАндрей 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-ПетербургАлександра Александровна Блаженко
Институт экспериментальной медицины
Email: alexandrablazhenko@gmail.com
SPIN-код: 8762-3604
мл. науч. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
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, научн. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
Россия, Санкт-ПетербургСергей Владимирович Казаков
Институт экспериментальной медицины
Email: svkazakov@mail.ru
аспирант отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
Россия, Санкт-ПетербургАликбер Азизович Байрамов
Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
Email: alekber@mail.ru
д-р мед. наук, вед. науч. сотр
Россия, Санкт-ПетербургПлатон Платонович Хохлов
Институт экспериментальной медицины
Email: platonkh@list.ru
канд. биол. наук, ст. научн. сотр. отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
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 химии и фармакологии лекарственных средств отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
Россия, Санкт-ПетербургСарнг 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-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 нейрофармакологии им. С.В. Аничкова
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Ogawa S, Nathan FM, Parhar IS. Habenular kisspeptin modulates fear in the zebrafish. PNAS. 2014;111(10):3841–3846. doi: 10.1073/pnas.1314184111
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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. Research Results in Pharmacology. 2021;7(1):41–46. doi: 10.3897/rrpharmacology.7.63326
- 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
- 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
- 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):1–21. (In Russ.) doi: 10.29926/2618723X-2018-01-02
- 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
- 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
- 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.)
- Kaplan HI, Sadock BJ, Grebb JA. Synopsis of psychiatry: behavioral sciences clinical psychiatry. 7th edition. Williams and Wilkins, 1994. 920 p.
- 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
- 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
