Действие аналогов кисспептина на поведение Danio rerio

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

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.

Об 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-Петербург

Александра Александровна Блаженко

Институт экспериментальной медицины

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

мл. научн. сотр.

Россия, Санкт-Петербург

Владанка Александровна Гольц

Институт экспериментальной медицины

Email: alexandrablazhenko@gmail.com

аспирант

Россия, Санкт-Петербург

Александр Сергеевич Девяшин

Институт экспериментальной медицины

Email: alexsanta93@mail.ru
SPIN-код: 5799-5470

аспирант

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

Россия, Санкт-Петербург

Сергей Владимирович Казаков

Институт экспериментальной медицины

Email: svkazakov@mail.ru

аспирант

Россия, Санкт-Петербург

Алекбер 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-Петербург

Платон 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-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

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

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. 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
  2. De Bond J-A, Smith JT. Kisspeptin and energy balance in reproduction. Reproduction. 2014;147(3):53–63. doi: 10.1530/REP-13-0509
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. 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
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. 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
  27. 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
  28. 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
  29. 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
  30. 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
  31. 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
  32. 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
  33. 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

© Лебедев А.А., Блаженко А.А., Гольц В.А., Девяшин А.С., Лебедев В.А., Казаков С.В., Байрамов А.А., Хохлов П.П., Бычков Е.Р., Шабанов П.Д., 2022

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».