Влияние стресса ранней материнской депривации на экспрессию OX1R в лимбической системе головного мозга и развитие тревожно-депрессивных симптомов у крыс
- Авторы: Пюрвеев С.С.1,2, Деданишвили Н.С.1, Сексте Э.А.1, Лебедев А.А.1, Бычков Е.Р.1, Шабанов П.Д.1
-
Учреждения:
- Институт экспериментальной медицины
- Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
- Выпуск: Том 22, № 2 (2024)
- Страницы: 153-162
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journal-vniispk.ru/RCF/article/view/263140
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF622940
- ID: 263140
Цитировать
Аннотация
Актуальность. Депрессивные состояния становятся все более распространенным психическим расстройством, а также серьезной социальной проблемой, которая ложится тяжелым экономическим бременем на общество. Все больше данных доклинических и клинических исследований свидетельствуют о том, что орексины (OX, нейропептиды, также известные как гипокретины) и их рецепторы вовлечены в патогенез депрессии. Орексинергическая система регулирует функции, которые нарушаются при депрессивных состояниях, такие как сон, система вознаграждения, пищевое поведение, реакция на стресс и моноаминергическая регуляция. Тем не менее точная роль орексинов в поведенческих и нейрофизиологических нарушениях, наблюдаемых при депрессии, все еще неясна.
Цель — изучение влияния раннего постнатального стресса на экспрессию OX1R в лимбической системе головного мозга и развитие тревожно-депрессивных симптомов у крыс.
Материалы и методы. В работе в качестве модели раннего постнатального стресса применяли материнскую депривацию (со 2-го по 12-й послеродовой день). Были сформированы две экспериментальные группы: контрольная (n = 20) и материнская депривация (n = 20). На 90-й день жизни с использованием пакета поведенческих тестов анализировали влияние раннего постнатального стресса на развитие тревожно-депрессивных симптомов у крыс во взрослом возрасте. Анализ поведения производили с помощью следующих тестов: приподнятый крестообразный лабиринт, тест вынужденного плавания Порсолта, двухбутылочный тест. После проведения опытов животных умерщвляли путем декапитации, мозг извлекали, помещали в холод и выделяли структуры мозга (гипоталамус, миндалину), немедленно замораживали в жидком азоте и хранили при температуре –80 °C до проведения ПЦР-анализа.
Результаты. Тестирование экспериментальных животных в приподнятом крестообразном лабиринте показало, что у группы животных, подвергнутых депривации от матери, наблюдалось снижение времени пребывания в открытых рукавах лабиринта, и увеличивалось время пребывания в закрытых рукавах относительно контроля, что можно оценить как повышение уровня тревожности животных. В тесте Порсолта у группы материнской депривации было увеличено время иммобилизации относительно контрольной группы животных. В группе материнской депривации в условиях двухбутылочного теста на предпочтение сахарозы наблюдалось снижение предпочтения раствора сахарозы, что свидетельствует о развитии ангедонии. В гипоталамусе отмечалось статистически достоверное снижение экспрессии мРНК OX1R в экспериментальной группе животных в отличие от группы интактного контроля. Двухкратное снижение уровня экспрессии мРНК OX1R у экспериментальной группы относительно животных контроля наблюдалось и в миндалевидном теле.
Заключение. Ранний стресс материнской депривации вызывает снижение экспрессии OX1R в гипоталамусе и миндалине мозга и способствует развитию тревожно-депрессивных симптомов у крыс.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Сарнг Саналович Пюрвеев
Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.purveev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4467-2269
SPIN-код: 5915-9767
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург
Николай Сергоевич Деданишвили
Институт экспериментальной медицины
Email: votrenicolas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6231-445X
SPIN-код: 9472-0556
Россия, Санкт-Петербург
Эдгар Артурович Сексте
Институт экспериментальной медицины
Email: sekste_edgar@mail.ru
SPIN-код: 3761-0525
канд. биол. наук
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
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Рудольфович Бычков
Институт экспериментальной медицины
Email: bychkov@mail.ru
SPIN-код: 9408-0799
канд. мед. наук
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
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Lorigooini Z, Boroujeni SN, Sayyadi-Shahraki M, et al. Limonene through attenuation of neuroinflammation and nitrite level exerts antidepressant-like effect on mouse model of maternal separation stress. Behav Neurol. 2021;1:8817309. doi: 10.1155/2021/8817309
- Health Quality Ontario. Psychotherapy for major depressive disorder and generalized anxiety disorder: a health technology assessment. Ont Health Technol Assess Ser. 2017;17(15):1–167.
- Li Z, Ruan M, Chen J, Fang Y. Major depressive disorder: advances in neuroscience research and translational applications. Neurosci Bull. 2021;37(6):863–880. doi: 10.1007/s12264-021-00638-3
- Norkeviciene A, Gocentiene R, Sestokaite A, et al. A Systematic review of candidate genes for major depression. Medicina (Kaunas, Lithuania). 2022;58(2):285. doi: 10.3390/medicina58020285
- Lebedev AA, Pyurveev SS, Sexte EA, et al. Studying the Involvement of ghrelin in the mechanism of gambling addiction in rats after exposure to psychogenic stressors in early ontogenesis. J Evol Biochem Physiol. 2023;59(4):1402–1413. doi: 10.1134/S1234567823040316
- Lebedev AA, Purveev SS, Sexte EA, et al. Studying the involvement of ghrelin in the mechanism of gambling addiction in rats after exposure to psychogenic stressors in early ontogenesis. Russian Journal of Physiology. 2023;109(8):1080–1093. EDN: FCMBCJ doi: 10.31857/S086981392308006X
- Balakina ME, Degtyareva EV, Nekrasov MS, et al. Effect of early postnatal stress upon psychoemotional state and development of excessive consumption of high-carbohydrate food in rats. Russian Biomedical Research. 2021;6(2):27–37. EDN: ABECPH
- Lebedev AA, Pyurveev SS, Sekste EA, et al. Models of maternal neglect and social isolation in ontogenesis evince elements of gambling dependence in animals, increasing GHSR1A expression in cerebral structures. Journal of addiction problems. 2022;(11–12):44–66. EDN: SSLSSZ
- Song J, Kim Y-K. Animal models for the study of depressive disorder. CNS Neurosci Ther. 2021;27(6):633–642. doi: 10.1111/cns.13622
- Lee J, Chi S, Lee M-S. Molecular biomarkers for pediatric depressive disorders: A narrative review. Int J Mol Sci. 2021;22(18):10051. doi: 10.3390/ijms221810051
- Katzman MA, Katzman MP. Neurobiology of the orexin system and its potential role in the regulation of hedonic tone. Brain Sci. 2022;12(2):150. doi: 10.3390/brainsci12020150
- Tissen IY, Lebedev AA, Bychkov ER, et al. Orexins and the brain reinforcing systems. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2019;17(4):5–18. EDN: POTPEL doi: 10.17816/RCF1745-18
- Pyurveev SS, Nekrasov MS, Dedanishvili NS, et al. Chronic mental stress in early ontogenesis increased risks of development for chemical and non-chemical forms of addiction. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2023;21(1):69–78. EDN: GJBUYN doi: 10.17816/RCF21169-78
- Sekste EA, Lebedev AA, Bychkov ER, et al. Increase in the level of orexin receptor 1 (OX1R) mRNA in the brain structures of rats prone to impulsivity in behavior. Biomeditsinskaya Khimiya. 2021;67(5):411–417. EDN: ZVENEQ doi: 10.18097/PBMC20216705411
- Brundin L, Björkqvist M, Petersén A, Träskman-Bendz L. Reduced orexin levels in the cerebrospinal fluid of suicidal patients with major depressive disorder. Eur Neuropsychopharmacol. 2007;17(9):573–579. doi: 10.1016/j.euroneuro.2007.01.005
- Branchi I, Curley JP, D’Andrea I, et al. Early interactions with mother and peers independently build adult social skills and shape BDNF and oxytocin receptor brain levels. Psychoneuroendocrinology. 2013;38(4):522–532. doi: 10.1016/j.psyneuen.2012.07.010
- Tofoli SMC, Von Werne Baes C, Martins CMS, Juruena M. Early life stress, HPA axis, and depression. Psychol Neurosci. 2011;4(2): 229–234. doi: 10.3922/j.psns.2011.2.008
- Berg L, Rostila M, Hjern A. Parental death during childhood and depression in young adults — A national cohort study. J Child Psychol Psychiatry. 2016;57(9):1092–1098. doi: 10.1111/jcpp.12560
- Brás JP, Guillot de Suduiraut I, Zanoletti O, et al. Stress-induced depressive-like behavior in male rats is associated with microglial activation and inflammation dysregulation in the hippocampus in adulthood. Brain Behav Immun. 2022;99:397–408. doi: 10.1016/j.bbi.2021.10.018
- Wang R, Wang W, Xu J, et al. Jmjd3 is involved in the susceptibility to depression induced by maternal separation via enhancing the neuroinflammation in the prefrontal cortex and hippocampus of male rats. Exp Neurol. 2020;328:113254. doi: 10.1016/j.expneurol.2020.113254
- Rosenfeld P, Suchecki D, Levine S. Multifactorial regulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis during development. Neurosci Biobehav Rev. 1992;16(4):553–568. doi: 10.1016/S0149-7634(05)80196-4
- Levine S, Huchton DM, Wiener SG, Rosenfeld P. Time course of the effect of maternal deprivation on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the infant rat. Dev Psychobiol. 1991;24(8):547–558. doi: 10.1002/dev.420240803
- Bychkov ER, Karpova IV, Tsikunov SG, et al. The effect of acute mental stress on the exchange of monoamines in the mesocortical and nigrostriatal systems of the rat brain. Pediatrician (St. Petersburg). 2021;12(6):35–42. EDN: VFATQN doi: 10.17816/PED12635-42
- Loi M, Koricka S, Lucassen PJ, Joëls M. Age- and sex-dependent effects of early life stress on hippocampal neurogenesis. Front Endocrinol (Lausanne). 2014;5:13. doi: 10.3389/fendo.2014.00013
- Rentesi G, Antoniou K, Marselos M, et al. Early maternal deprivation-induced modifications in the neurobiological, neurochemical and behavioral profile of adult rats. Behav Brain Res. 2013;244:29–37. doi: 10.1016/j.bbr.2013.01.040
- Allard JS, Tizabi Y, Shaffery JP, Manaye K. Effects of rapid eye movement sleep deprivation on hypocretin neurons in the hypothalamus of a rat model of depression. Neuropeptides. 2007;41(5): 329–337. doi: 10.1016/j.npep.2007.04.006
- Mori T, Ito S, Kuwaki T, et al. Monoaminergic neuronal changes in orexin deficient mice. Neuropharmacology. 2010;58(4–5):826–832. doi: 10.1016/j.neuropharm.2009.08.009
- Yamanaka A, Muraki Y, Ichiki K, et al. Orexin neurons are directly and indirectly regulated by catecholamines in a complex manner. J Neurophysiol. 2006;96(1):284–298. doi: 10.1152/jn.01361.2005
- Feng P, Hu Y, Li D, et al. The effect of clomipramine on wake/ sleep and orexinergic expression in rats. J Psychopharmacol. 2009;23(5):559–566. doi: 10.1177/0269881108089606
- Nocjar C, Zhang J, Feng P, Panksepp J. The social defeat animal model of depression shows diminished levels of orexin in mesocortical regions of the dopamine system, and of dynorphin and orexin in the hypothalamus. Neuroscience. 2012;218:138–153. doi: 10.1016/j.neuroscience.2012.05.033
- Feng P, Vurbic D, Wu Z, Strohl KP. Brain orexins and wake regulation in rats exposed to maternal deprivation. Brain Res. 2007;1154:163–172. doi: 10.1016/j.brainres.2007.03.077
