Ketamine reverses depressive-like behavior induced by optogenetic stimulation of glutamatergic neurons in the dorsal hippocampus

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The hippocampus is one of the brain structures whose functions and morphology are impaired in depression. The fast-acting antidepressant ketamine reverses these impairments, but the mechanisms of its action are still not fully understood. Optogenetic stimulation of glutamatergic neurons in the CA1 region of the dorsal hippocampus of rats with the preliminary introduction of vectors expressing photosensitive channelrhodopsin led to the manifestation of a sign of depressive-like behavior – an increase in the time of immobility in the tail suspension test, compared to control animals. Immunohistochemical analysis of the expression of the early response protein c-Fos in the CA1 region of the hippocampus confirmed the activation of pyramidal neurons under the influence of light, revealing their involvement in the development of depressive-like behavior. Administration of a subanesthetic dose of ketamine prevented the manifestation of depressive-like behavior trait induced by optogenetic activation of glutamatergic neurons in the CA1 region of the dorsal hippocampus and abolished the increase in c-fos mRNA levels induced by optical stimulation. Thus, we demonstrated for the first time the ability of ketamine to reverse depressive-like behavior trait induced by optogenetic stimulation of the activity of dorsal hippocampal glutamatergic neurons. Overall, the results indicate the important role of dorsal hippocampal glutamatergic neurons in the regulation of psychoemotional behavioral responses and their sensitivity to ketamine administration.

Авторлар туралы

U. Drozd

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS

Email: drozd@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

E. Sukhareva

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS

Email: drozd@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

V. Bulygina

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS

Email: drozd@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

T. Kalinina

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS; Novosibirsk State University

Email: drozd@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

N. Dygalo

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS; Novosibirsk State University

Email: drozd@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

D. Lanshakov

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS; Novosibirsk State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: lanshakov@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Hasin D.S., Sarvet A.L., Meyers J.L., Saha T.D., Ruan W.J., Stohl M., Grant B.F. // JAMA Psychiatry. 2018. V. 75. P. 336.
  2. Vos T., Lim S.S., Abbafati C., Abbas K.M., Abbasi M., Murray C.J.L. // The Lancet. 2020. V. 396. P. 1204–1222.
  3. Page C.E., Epperson C.N., Novick A.M., Duffy K.A., Thompson S.M. // Mol. Psychiatry. 2024. P. 1–12.
  4. Belleau E.L., Treadway M.T., and Pizzagalli D.A. // Biol. Psychiatry. 2019. V. 85. P. 443–453.
  5. Thompson S.M. // Neuropsychopharmacology. 2023. V. 48. P. 90–103.
  6. Planchez B., Surget A., Belzung C. // Curr. Opin. Pharmacol. 2020. V. 50. P. 88–95.
  7. Deyama S. and Kaneda K. // Neuropharmacology. 2023. V. 224. P. 109335.
  8. Zhang F., Wang C., Lan X., Li W., Ye Y., Liu H., Hu Z., You Z., Zhou Y., Ning Y. // J. Affect. Disord. 2023. V. 325. P. 534–541.
  9. Evans J.W., Graves M.C., Nugent A.C., Zarate C.A. // Sci. Rep. 2024. V. 14. P. 4538.
  10. Garcia L.S.B., Comim C.M., Valvassori S.S., Réus G.Z., Barbosa L.M., Andreazza A.C., Stertz L., Fries G.R., Gavioli E.C., Kapczinski F., Quevedo J. // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2008. V. 32. P. 140–144.
  11. Kavalali E.T. Monteggia L.M. // Neuron. 2020. V. 106. P. 715–726.
  12. Kim J.-W., Suzuki K., Kavalali E. T., Monteggia L.M. // Annu. Rev. Med. 2024. V. 75. P. 129–143.
  13. Shaburova E.V. Lanshakov D.A. // Integr. Physiol. 2020. V. 1. P. 75–77.
  14. Li N., Lee B., Liu R.-J., Banasr M., Dwyer J.M., Iwata M., Li X.-Y., Aghajanian G., and Duman R. S. // Science. 2010. V. 329. P. 959–964.
  15. Bienkowski M.S., Bowman I., Song M.Y., Gou L., Ard T., Cotter K., Zhu M., Benavidez N.L., Yamashita S., Abu-Jaber J., Azam S., Lo D., Foster N.N., Hintiryan H., and Dong H.-W. // Nat. Neurosci. 2018. V. 21. P. 1628–1643.
  16. Kvarta M.D., Bradbrook K.E., Dantrassy H.M., Bailey A.M., Thompson S.M. // J. Neurophysiol. 2015. V. 114. P. 1713–1724.
  17. Qiao H., An S.-C., Ren W., Ma X.-M. // Behav. Brain Res. 2014. V. 275. P. 191–200.
  18. Hong I., Kaang B.-K. // Genes Brain Behav. 2022. V. 21. № 7. P. e12826.
  19. Levone B.R., Moloney G.M., Cryan J.F., O’Leary O.F. // Neurobiol. Stress. 2021. V. 14. P. 100331.
  20. Takata N., Yoshida K., Komaki Y., Xu M., Sakai Y., Hikishima K., Mimura M., Okano H., and Tanaka K.F. // PLOS ONE. 2015. V. 10. P. e0121417.
  21. Meinert S., Nowack N., Grotegerd D., Repple J., Winter N.R., Abheiden I., Enneking V., Lemke H., Waltemate L., Stein F., Brosch K., Schmitt S., Meller T., Pfarr J.-K., Ringwald K., Steinsträter O., Gruber M., Nenadić I., Krug A., Leehr E. J., Hahn T., Thiel K., Dohm K., Winter A., Opel N., Schubotz R.I., Kircher T., and Dannlowski U. // Mol. Psychiatry. 2022. V. 27. P. 1103–1110.
  22. McLaughlin R.J., Hill M.N., Morrish A.C., Gorzalka B.B. // Behav. Pharmacol. 2007. V. 18. P. 431.
  23. Günther A., Luczak V., Gruteser N., Abel T., Baumann A. // Genes Brain Behav. 2019. V. 18. P. e12550.
  24. Sun D., Milibari L., Pan J.-X., Ren X., Yao L.-L., Zhao Y., Shen C., Chen W.-B., Tang F.-L., Lee D., Zhang J.-S., Mei L., and Xiong W.-C. // Biol. Psychiatry. 2021. V. 89. P. 600–614.
  25. Shaburova E.V. Lanshakov D.A. // Appl. Biochem. Microbiol. 2021. V. 57. P. 890–898.
  26. Lanshakov D.A., Drozd U.S., Zapara T.A., Dygalo N.N. // Russ. J. Genet. Appl. Res. 2017. V. 7. P. 266–272.
  27. McClure C., Cole K.L.H., Wulff P., Klugmann M., Murray A.J. // J. Vis. Exp. JoVE. 2011. P. 3348.
  28. Lanshakov D., Shaburova E., Bulygina V., Drozd U., Larionova I., Gerashchenko T., Shnaider T., Denisov E.V., and Kalinina T. // PeerJ. V. 12. P. 1–29.
  29. Paxinos G., Watson C. // The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates / Elsevier, 1982.
  30. Grigoryan G., Segal M. // Neural Plast. 2016. V. 2016. P. 1–10.
  31. Cinalli Jr. D.A., Cohen S.J., Calubag M., Oz G., Zhou L., Stackman Jr.R.W. // Hippocampus. 2023. V. 33. P. 6–17.
  32. He C., Chen F., Li B., Hu Z. // Prog. Neurobiol. 2014. V. 112. P. 1–23.
  33. Kim C.S., Chang P.Y., Johnston D. // Neuron. 2012. V. 75. P. 503–516.
  34. Kim J., Kim T.-E., Lee S.-H., Koo J.W. // Clin. Psychopharmacol. Neurosci. 2023. V. 21. P. 429–446.
  35. Autry A.E., Adachi M., Nosyreva E., Na E.S., Los M.F., Cheng P., Kavalali E. T., Monteggia L.M. // Nature. 2011. V. 475. P. 91–95.
  36. Nosyreva E., Szabla K., Autry A.E., Ryazanov A.G., Monteggia L.M., Kavalali E.T. // J. Neurosci. 2013. V. 33. P. 6990–7002.
  37. Izumi Y., Zorumski C.F. // Neuropharmacology. 2014. V. 86. P. 273–281.
  38. Chen M., Ma S., Liu H., Dong Y., Tang J., Ni Z., Tan Y., Duan C., Li H., Huang H., Li Y., Cao X., Lingle C.J., Yang Y., and Hu H. // Science. 2024. V. 385. P. eado7010.
  39. Shishkina G.T., Lanshakov D.A., Bannova A.V., Kalinina T.S., Agarina N.P., Dygalo N.N. // Cell. Mol. Neurobiol. 2018. V. 38. P. 281–288.
  40. Lanshakov D.A., Sukhareva E.V., Bulygina V.V., Bannova A.V., Shaburova E.V., Kalinina T.S. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 8092.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

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».