Меланокортиновая система мозга крыс линии Крушинского–Молодкиной с генетической предрасположенностью к аудиогенным судорогам

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Меланокортиновые пептиды (альфа-, бета- и гамма-МSH, ACTH) образуются из общей молекулы-предшественника pro-opiomelanocortin (POMC) [1, 2]. У млекопитающих в головном мозге самые большие популяции POMC-нейронов локализованы в аркуатном ядре гипоталамуса (arcuate nucleus - АRC) и ядрах одиночного тракта [2], однако POMC-продуцирующие нейроны выявлены в гиппокампе, коре больших полушарий, среднем мозге [3–5]. В головном мозге млекопитающих эффекты меланокортиновых пептидов (прежде всего альфа-МSH) опосредуются в основном меланокортиновыми рецепторами 3-го и 4-го типов (МC3R и МC4R) [3]. В ARC также расположены нейроны, в которых вырабатывается agouti related peptide/agouti gene related protein (AgRP) – эндогенный антагонист МC3R и МC4R [6]. Таким образом, POMC, МC3R, МC4R и AgRP образуют меланокортиновую систему, работа которой зависит от функционирования различных ее компонентов.

Меланокортиновая система гипоталамуса наиболее изучена в связи с ее участием в регуляции пищевого поведения и энергетического баланса организма: показано, что производные POMC и AgRP являются факторами, контролирующими аппетит [7, 8]. Нокаут гена Мс4r у мышей приводил к изменению углеводно-жирового обмена и ожирению [9], а химическая блокада МC3R и МC4R – к увеличению потребления пищи и гиперфагии [10]. Известно, что метаболические нарушения, в частности ожирение, часто сопровождаются психическими расстройствами, такими как депрессия и тревожность [11], в связи с чем можно предположить вовлеченность меланокортиновой системы мозга в патогенез этих заболеваний. Данные о том, что меланокортиновая система участвует в регуляции дофаминергической системы мозга [12–16], дисфункция которой отмечается при различных психических расстройствах [17, 18], также свидетельствует в пользу этого предположения.

Эпилепсия – тяжелое неврологическое заболевание, которое широко распространено в современном обществе. Причины этого заболевания могут быть различными, однако они приводят к нарушению баланса возбуждающих и тормозных процессов в головном мозге, а основными факторами, вызывающими судорожные припадки, являются ГАМК и глутамат [19, 20], в связи с чем фармакологические подходы, направленные на борьбу с эпилепсией, были связаны с воздействием именно на эти нейротрансмиттерные системы [21]. При эпилепсии в мозге наблюдается нарушения работы и других нейротрансмиттерных систем, в частности, дофаминергической [22]. Однако в литературе высказывается мнение о вовлечении и пептидергических систем мозга в патогенез эпилепсии [23–25], которые, возможно, также могут рассматриваться как потенциальные фармакологические мишени для коррекции этого заболевания.

Крысы линии Крушинского–Молодкиной (КМ) являются модельным объектом для изучения височной эпилепсии. Они характеризуются генетической предрасположенностью к судорожной активности, которая развивается на звуковые воздействия в возрасте 3-х месяцев [26] и проявляется в виде одно- или двухфазных генерализованных клонико-тонических судорожных припадков продолжительностью 1.5–2.5 мин [27, 28]. У крыс КМ выявлен повышенный уровень дофамина в мозге [29, 30], а также показано, что дофаминергические нейроны среднего мозга, контролирующие двигательную активность, вовлечены в развертывание судорог [31]. Гиппокамп является структурой мозга, которая вовлечена в патогенез судорожной активности при различных формах височной эпилепсии. После эпелептических припадков в гиппокампе происходят деструктивные изменения, что приводит к когнитивным нарушениям (в частности, к нарушению памяти), которые являются сопутствующей патологией при эпилепсии [32]. У крыс КМ показано, что повторяющиеся судорожные припадки приводят к гибели нейронов гиппокампа [33]. У крыс КМ также описаны изменения поведенческих реакций, в частности снижение локомоторной и исследовательской активности, повышенный уровень тревожности [34], а также отмечается аутичные особенности поведения на зоосоциальное взаимодействие [35].

Приведенные данные позволяют предположить изменения в меланокортиновой системе мозга у крыс КМ и вовлеченность этой системы в развитие судорожной активности. Целью настоящего исследования было оценить ключевые составляющие меланокортиновой системы (POMC, AgRP, MC3R и МC4R) в гипоталамусе и гиппокампе на фоне развития судорожной активности у крыс КМ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании были использованы 4-х-месячные крысы (200–220 г) дочерней аутбредной популяции линии КМ, из популяции, которая поддерживается в виварии ИЭФБ РАН [28]. Ранее характеристики эпилептической активности этих животных были подробно описаны [30]. У крыс КМ в 3-х месячном возрасте были подтверждены двухфазные генерализованные клонико-тонические судорожные припадки в ответ на звуковое воздействие (синусоидальный тон частотой 8 кГц, интенсивность 90 дБ).

Анализ судорожной активности. Предварительно крыс КМ проверяли на способность реагировать судорожными реакциями на звуковой стимул (синусоидальный тон частотой 8 кГц, интенсивность 90 дБ). Проводили видеозапись судорог и регистрацию актограммы животного. По достижении максимальной стадии судорожного припадка (обычно в пределах 2 минут) звук отключали. Интенсивность судорожных реакций оценивали в баллах в соответствии со шкалой, описанной ранее [36]: 0 – отсутствие реакции, 1 – двигательное возбуждение без судорожного припадка (пробежка или дикий бег), 2 – начальное двигательное возбуждение, сменяемое тормозной паузой и далее второй волной двигательной активности с выраженными клоническими судорогами без падения животного на бок, 3 – генерализованная стадия, отличающаяся по интенсивности от вышеописанной тем, что вторая волна двигательной активности, завершается падением животного на бок и клонико-тоническими судорогами с экстензией конечностей и хвоста, 4 – начальное двигательное возбуждение сразу же без тормозной паузы переходит в генерализованные клонико-тонические судороги. Для дальнейших исследований отбирали высоковозбудимых крыс, реагировавших на звук генерализованными клонико-тоническими судорожными припадками интенсивностью 3 или 4 балла. Контролем для крыс КМ в нашем эксперименте были взяты нечувствительные к действию указанной звуковой стимуляции 4-х месячные самцы крыс Wistar. Отобранных животных содержали в индивидуальных клетках в стандартных условиях со свободным доступом к пище и воде и использовали в экспериментах через 2 дня после тестирования.

Приготовление проб. Эксперименты проводили в утренние часы. После внутрибрюшинного наркоза хлорал гидратом (400 мг/кг) крыс декапитировали, мозг извлекали из черепа и немедленно замораживали в сухом льду или фиксировали погружением в 4%-ный забуференный раствор параформальдегида (рН 7.4) для иммуногистохимических исследований. Из замороженного мозга (при –15^оС) вырезали область гипоталамуса (для молекулярных исследований) и область дорзального гиппокампа (для анализа уровня белка) согласно атласу мозга крысы [38].

Анализ экспрессии генов. Ткань гипоталамуса погружали в TRI-reagent (Invitrogen, США), согласно инструкции производителя, выделяли тотальную РНК, которую использовали для приготовления обратной транскрипции (ОТ) и анализа уровня экспрессии генов методом ПЦР в реальном времени, протокол ранее был подробно описан [30, 38]. Для реакций использовали прямой (F – forvard) и обратный (R – reverse) праймеры, синтезированные фирмой Евроген (Evrogen, Россия), характеристики которых представлены в табл. 1. Амплификацию проводили в растворе (общий объем 25 мкл), который содержал 10 нг ОТ-продукта, по 0.4 мкМ F- и R-праймеров и реакционную смесь qPCRmix-HS SYBR+LowROX (Евроген, Россия), согласно инструкции производителя. Реакции проводили в 96-луночных планшетах (в триплетах) с помощью амплификатора 7500 Real-Time PCR System (“Thermo Fisher Scientific Inc.”, США) согласно стандартному протоколу (Applied BioSystems, США). Результаты анализировали с помощью метода ^ΔΔСt и программ 7500 Software v2.0.6 и Expression Suite Software v1.0.3. Значения относительного количества мРНК в группе “КМ” (n = 10) нормировали по их значениям в группе “Wistar” (n = 8–9), данные представлены в условных единицах (у. е.).

 

Таблица 1. Последовательность использованных в работе праймеров

Ген	Положение	Последовательность	NCBI номер
Pomc	F	AGGACCTCACCACGGAAAG	NM_013556.2
	R	GTCAAGGGCTGTTCATCTCC
Agrp	F	TGAAGAAGACAGCAGCAGACC	NM_009377.2
	R	TGAAGAAGCGGCAGTAGCAC
Mc3r	F	CAGCACATGGATAATATCTTCGACTCT	NM_009209.3
	R	GGCAATGGCCAGGAGGTT
Mc4r	F	TGGGTGTCATAAGCCTGTTGG	NM_008078.2
	R	GCGTCCGTGTCCGTACTG
*Gapdh	F	GTGTTCCTACCCCCAATGTATCC	NM_008077.4
	R	GATGTCATCATACTTGGCAGGTTT

* – ген Gapdh (glyceraldehyde3-phosphate dehydrogenase) был использован в качестве контрольного.

 

Вестерн-блоттинг. Из области дорзального гиппокампа крыс КМ (n = 6) и Вистар (n = 6) были приготовлены пробы для определения уровня белков методом Вестерн-блоттинг согласно методике, подробно описанной ранее [39]. Мембраны инкубировали в течение ночи (при 4^о С) в первичных антителах: кролика к МC3R (Sigma; Mr = 36 кДа) в разведении 1:500. Антитела разводили в блокирующем растворе (5% обезжиренное сухое молоко, разведенное на TRIS-буфере с 0.1% Tween-20, pH 7.4). Также для инкубации использовали вторичные IgG козы против кролика, конъюгированные с пероксидазой хрена (Sigma; 1:10000). Уровень контрольного белка в пробе определяли на тех же мембранах после стриппинга. Были использованы первичные антитела мыши к GAPDH (BioLegend; 1:2000; Mr = 37 кДа) и вторичные IgG козы против мыши, конъюгированные с пероксидазой хрена (Sigma, США, 1:20000). Для визуализации хемифлуоресцентного сигнала использовали реагент ECL-Prime и чувствительную фотопленку (Amersham, Великобритания).

Иммуногистохимический анализ. Для иммуногистохимических исследований из фиксированного и замороженного мозга крыс КМ (n = 5) и Wistar (n = 5) из области гипоталамуса и гиппокампа с помощью криостата (Leiсa СМ-1510, Германия) были изготовлены чередующиеся серии фронтальных срезов толщиной 20 мкм, которые использовали для иммуногистохимических реакций, протокол ранее описан [30]. Для иммуномечения использовали первичные антитела мыши к POMC (Abcam; 1 : 1000), кролика к AgRP(83–132) (PhoenixPeptide Inc.; 1 : 500), к MC3R (Sigma; 1 : 500), к МC4R (MyBioSource, 1 : 300). Также были использованы конъюгированные с биотином IgG козы против мыши и против кролика (Vector Labs. Inc.; 1 : 600) и комплекс стрептавидин-пероксидаза (Sigma; 1 : 1000). Визуализацию проводили с помощью 0.05%-го раствора диаминобензидина (Sigma) с 0.015% перекиси водорода. Реакцию останавливали дистиллированной водой и после стандартной гистологической обработки срезы заключали под покровное стекло в прозрачную среду Bio-Maunt (Bio-optica, Италия). Специфичность реакций проверяли с помощью реакций без первичных антител.

Изображения структур получали в проходящем свете с помощью микроскопа Carl Zeiss Imager A1 (Германия) со встроенной видеокамерой Axiocam 712, программного обеспечения для захвата изображения Zen 3.4. (blue edition). У каждого животного для каждой иммуногистохимической реакции было сделано 5–6 снимков. С помощью программы Image J на каждом снимке оценивали оптическую плотность POMC, MC3R или МC4R в 10–12 нейронах ARC или гиппокампа, уровень AgRP оценивали в иммунопозитивных отростках на стандартной площади ARC. Данные представлены в у. е.

Введение крысам КМ неселективного блокатора МC3/4R (SHU 9119, Швейцария). Непосредственно перед началом исследований проводили фоновый тест на действие звука. Крысам внутримышечно вводили 0.5 мл воды для инъекций и через 30 мин вызывали аудиогенный судорожный припадок, измеряя латентный период и интенсивность реакции. Эти параметры припадка принимали в качестве контрольных. Блокатор растворяли в PBS (pH 7.4) и вводили внутримышечно (0.5 мл) в дозе 30 мкг/кг (n = 9) или 40 мкг/кг (n = 18) спустя 2 дня после фонового тестирования. Через определённый интервал времени (30 мин, 1, 2, 3, 4 и 24 ч) после введения предъявляли звуковой сигнал. Оценивали изменения параметров аудиогенных судорожных реакций на звук по сравнению с контрольными.

Статистический анализ проведен с помощью пакета программ GraphPad Prism 10.2 и IBM SPSS Statistica 23.0. Проверку на нормальности осуществляли с помощью теста Шапиро–Уилка. Анализ результатов ПЦР проведен с помощью парного t-критерия для независимых выборок. Результаты Вестерн-блоттинга и иммуногистохимического исследования оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Для сравнения частот судорог в разные временные периоды после введения препарата применяли Q-критерий Кохрена. Изменения интенсивности припадка анализировали с помощью критерия χ²r Фридмана для повторных планов (с апостриорными сравнениями с помощью Т-критерия Вилкоксона с поправкой Бонферрони). Латентные периоды развития судорог (у животных, которые их имели) сравнивали с помощью непараметрического критерия Краскела–Уоллиса (применение повторных планов в данном случае было невозможно, так как число крыс, у которых судороги были выявлены, варьировало в различные временные периоды). Различия считали достоверными при p ≤ 0.05. Данные представлены как среднее и стандартные ошибки, либо как медианы c интерквартильными размахами, n – количество животных в группе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты ПЦР в реальном времени демонстрируют (рис. 1), что в гипоталамусе крыс КМ по сравнению с крысами Wistar отсутствуют отличия между уровнем экспрессии Pomc (t = 0.45; p = 0.63). При этом у крыс КМ выявлено увеличение уровня мРНК AgRP (в 4 раза, t = 4.69, р < 0.05), мРНК MC3R (в 1.7 раз, t = 1.79, р = 0.07) и MC4R (в 2.4 раза, t = 4.03, р < 0.05) по сравнению с соответствующим показателем у крысы Wistar (рис. 1).

 

Рис. 1. Анализ экспрессии генов, кодирующих POMC, AgRP, MC3R и МC4R в гипоталамусе крысы Wistar (n = 8–9) и КМ (n = 10), данные представлены в условных единицах. Обозначения: * – статистически достоверные отличия от группы Wistar (р < 0.05), t-критерий Стьюдента

 

Анализ иммуногистохимических реакций на препаратах мозга не выявил достоверных отличий оптической плотности POMC в нейронах ARC между крысами Wistar M = 0.46 (0.43;0.50) и КМ (M = 0.48 (0.39;0.49), U = 11.5, р = 0.8), количественный анализ представлен на рис. 2. Оптическая плотность AgRP в области ARC у крыс Wistar была меньше, чем у крыс КМ (М = 0.08 (0.06; 0.10) и М = 0.18(0.16; 0.18), U = 0, р < 0.05; рис. 2, 3). Визуально более интенсивный уровень AgRP у крыс КМ отмечали в иммунопозитивных отростках и в других структурах гипоталамуса, в частности в паравентрикулярном ядре.

 

Рис. 2. Анализ уровня POMC, AgRP, MC3R и МC4R в аркуатном ядре гипоталамуса крысы Wistar (n = 5) и КМ (n = 5). * – достоверность отличий группы КМ от соответствующей группы Wistar (р < 0.05) (U-критерий Манна-Уитни). Результаты представлены как медиана с интерквартильными размахами в условных единицах

 

Рис. 3. Иммуногистохимическая реакция к AgRP в аркуатном ядре (ARC) гипоталамуса крысы Wistar (а) и КМ (б). Масштаб 100 мкм

 

В нейронах ARC оптическая плотность MC3R у крыс Wistar была меньше, чем у КМ (соответственно M = 0.43 (0.36; 0.48) и M = 0.55 (0.54;0.63), U = 0, p < 0.05; рис. 2, 4). Оптическая плотность MC4R в ARC у крыс Wistar также была меньше, чем у КМ (соответственно М = 0.19 (0.16; 0.21) и M = 0.28 (0.24; 0.30), U = 0, p < 0.05; рис. 2). Визуально более интенсивная иммуногистохимическая реакция к МС3R и МС4R наблюдалась в нейронах других структур гипоталамуса, в частности в паравентрикулярном и супраоптическом ядрах.

 

Рис. 4. Иммуногистохимическая реакция к МС3R в аркуатном ядре (ARC) гипоталамуса крысы Вистар (а) и КМ (б). Стрелки указывают на тела иммунопозитивных нейронов, 3 v – третий желудочек мозга. Масштаб 100 мкм

 

Таким образом, представленные данные демонстрируют, что в гипоталамусе у крыс КМ по сравнению с крысами Wistar при отсутствии изменения экспрессии гена Pomc и, соответственно, уровня кодируемого им белка, отмечено увеличение уровня экспрессии генов и белков меланокортиновых рецепторов.

В гиппокампе анализ уровня белка, проведенный c помощью Вестерн-блоттинга, демонстрирует более высокий уровень MC3R у крыс КМ (М = 0.90 (0.78; 0.97) по сравнению с крысами Wistar (М=0.73 (0.63; 0.81) U = 4.5, р < 0.05, рис. 5. При использовании антител к MC4R методом Вестерн блоттинг получилась слабая реакция, поэтому оценили уровень этого белка в гиппокампе с помощью иммуногистохимического метода. Полученные результаты демонстрируют более высокий уровень оптической плотности МС4R у крыс КМ по сравнению с крысами Wistar в поле СА1 (соответственно М = 0.16 (0.14;0.20) и М = 0.11 (0.09;0.12), U = 0, р < 0.05) и в поле СА3 гиппокампа, где в телах нейронов наблюдается наиболее интенсивная реакция к МС4R (М = 0.22 (0.20; 0.24) и М = 0.15 (0.21; 0.23), U = 0, р < 0.05; рис. 6), а также и в отростках.

 

Рис. 5. Результаты Вестерн-блоттинга демонстрируют: а – уровень белка MC3R и контрольного белка GAPDH в дорзальном гиппокампе крысы Wistar (n = 6) и КМ (n = 6), б – статистический анализ данных, которые представлены как медиана с интерквартильными размахами в условных единицах, * – достоверность отличий (р < 0.05), U-критерий Манна-Уитни

 

Рис. 6. Иммуногистохимическая реакция к МС4R в поле СА3 гиппокампа крысы Wistar (а), КМ (б) и результат статистического анализа (в) оптической плотности МС4R в нейронах поля СА1 и СА3 гиппокампа. На микрофотографиях (a, б) стрелки указывают на перикарион иммунопозитивных нейронов, масштаб 100 мкм. На графике (в) данные представлены как медиана (М) с интерквартильными размахами в условных единицах, * – достоверность отличия (p < 0.05), между соответствующими группами, n = 5 в каждой группе, U-критерий Манна-Уитни

 

Таким образом полученные данные свидетельствуют о более высоком уровне белков MC3R и MC4R не только в структурах гипоталамуса, но и в гиппокампе – структуре мозга, которая у крыс КМ вовлечена в патогенез эпилептической активности. Эти данные стали предпосылкой для исследования возможности влияния синтетического блокатора MC3R/MC4R на развитие судорожной активности.

Внутримышечное введение крысам КМ SHU 9119. Через 30 мин после введения препарата в дозе 30 мкг/кг крысы реагировали на звуковое воздействие развитием полноценного судорожного припадка. После введения крысам препарата в дозе 40 мкг/кг тестирование аудиосигналом проводили через различные временные промежутки после инъекции. Через 30 мин из 18 экспериментальных крыс припадок фиксировали у 13 животных (72%), через 1 ч – у 13 (72%), 2 ч – у 11 (67%), 3 ч – у 9 (50%), 4 ч – у 6 (33%), через 24 ч – у 10 (56%) крыс (рис. 7а), изменения частоты судорог достоверны (Q = 21.4; p = 0.002, рис. 7а).

 

Рис. 7. Результаты введения крысам КМ SHU9119 – неселективного блокатора MC3R/MC4R. а – количество крыс в каждой группе (цифры на столбце), у которых выявлены судороги после введения препарата (в % относительно исходного уровня 100%); б – изменение интенсивности судорожного припадка (в баллах) у этих крыс, достоверность отличия от исходного уровня (Т-критерий Вилкоксона с поправкой Бонферрони): * – р < 0.05, *** – p < 0.0001; в – изменение латентного периода (в секундах) у этих крыс

 

В контрольном уровне интенсивность припадка составляла 3.4±0.3 балла, после введения препарата она снижалась: через 30 мин до 2.3±0.3 баллов, 1 ч – до 2.7 ± 0.3 баллов, 2 ч – до 2.7 ± 0.3, 3 ч – до 2.6 ± 0.3, 4 ч – до 2.8 ± 0.5 баллов, а через 24 ч составляла 3.4 ± 0.3 балла. Результаты статистического анализа свидетельствуют о том, что значение изменения интенсивности судорог достоверны (критерий Фридмана χ²r = 36.4; p < 0.05). Апостериорные сравнения, проведенные с помощью T-критерия Вилкоксона с поправкой Бонферрони, выявили достоверное снижение интенсивности судорог на всех исследованных сроках после введения препарата (рис. 7б).

У животных, у которых после введения препарата судорожный припадок развивался, отмечено увеличение его латентного периода по сравнению с контрольным уровнем, однако из-за небольшого количества крыс, у которых выявлены судороги, различия недостоверны (Н = 3.5; p = 0.6; рис. 7в).

Таким образом, полученные данные демонстрируют дозозависимый противосудорожный эффект SHU 9119, максимальное проявление которого наблюдалось через 3 и 4 ч после введения препарата.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Полученные данные демонстрируют, что в гипоталамусе крыс КМ при отсутствии по сравнению с крысами Вистар изменений уровня экспрессии гена Pomc и кодируемого им белка, происходит увеличение экспрессии генов и уровня белков меланокортиновых рецепторов в нейронах. Полученные данные могут свидетельствовать о повышении чувствительность клеток-мишеней к продуктам POMC, в частности альфа-MSH – основному агонисту меланокортиновых рецепторов в мозге млекопитающих [2]. Следует отметить, что МС3R экспрессируются и в самих POMC-продуцирующих нейронах ARC, что позволяет их рассматривать как ауторецепторы [6].

В гипоталамусе крыс КМ наблюдается увеличение экспрессии гена Agrp и уровня его белка – эндогенного антагониста MC3R/MC4R в мозге, что, по-видимому, можно рассматривать как обратную реакцию на увеличение уровня MC3/MC4R. Таким образом, у крыс КМ в меланокортиновой системе отмечается дисбаланс между уровнем предшественника агониста и эндогенного антагониста MC3/MC4R, что, очевидно, отражается и на функционировании клеток-мишеней из-за нарушения в них меланокортиновой передачи. Мы провели анализ экспрессии Pomc и его белка в гипоталамусе. Однако наши собственные наблюдения, как и данные других авторов, свидетельствуют об экспрессии POMC в различных структурах мозга, в том числе и в гиппокампе [3–5], уровень которой мы не оценивали.

Ранее в экспериментах in vivo и in vitro выявлен тормозный эффект AgRP на дофаминергические нейроны мозга [14, 40]. Однако у крыс КМ на фоне высокого уровня AgRP отмечено не уменьшение, а повышение уровня дофамина в мозге [29, 30], что может быть следствием нарушения интегративных взаимодействий между меланокортиновой и другими системами мозга, в частности орексинергической [30], вовлеченными в контроль дофаминергической системы. Известно, что в нейронах ARC AgRP колокализован с ГАМК [41, 42] и участвует в регуляции его выведения через пресинаптическое торможение, что, очевидно, приводит к уменьшению выведения ГАМК. При этом МС3/MC4R экспрессируются как в дофамин-, так и в ГАМК-нейронах [43], что свидетельствует об участии МС3/MC4R в регуляции баланса дофамин-ГАМК, который, очевидно, крыс КМ нарушен. Однако не понятно, изменяется ли у крыс КМ выведение самого AgRP на фоне его повышенной экспрессии, так как использование его аналога SHU 9119 – химического блокатора МС3/MC4R приводило к уменьшению судорожной активности у крыс КМ, что, по-видимому, свидетельствует о недостатке эндогенного антагониста.

Блокатор SHU 9119 использовался при изучении пищевого поведения как при внутрижелудочковом способе введения, так и при внутрибрюшинном и внутримышечном. Показано, что он связывается только с трансмембранным доменом МС3R/МC4R, в отличии от AgRP, который взаимодействует и с внеклеточным доменом этого рецептора, действуя как обратный агонист [10, 44, 45]. Эффект SHU 9119 зависел от дозы препарата и максимально проявлялся через 3–4 часа после его введения, что согласуется с периодом проявления максимального эффекта AgRP [14, 40].

Полученные данные демонстрируют изменения компонентов меланокортиновой системы в мозге крыс при генетически обусловленной височной эпилепсии, а химическая блокада меланокортиновых рецепторов приводит к уменьшению судорожной активности, что подтверждает вовлеченность этой системы в патогенез данной формы эпилепсии. Полученные данные согласуются с результатами, демонстрирующими противосудорожный эффект ACTH [24] – продукта POMC, который также может быть агонистом меланокортиновых рецепторов. Однако осталось невыясненным, чем отличались крысы КМ, у которых при предьявлении звука после введения препарата судороги не возникали, от тех крыс КМ, у которых судороги все же развивались. У последних, однако, отмечено статистически значимое снижение интенсивности судорожного припадка и тенденция к увеличению латентного периода наступления судорог. Возможно, что у этих крыс более высокая доза препарата могла бы быть эффективной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важнейшая функция меланокортиновой системы гипоталамуса – контроль энергетического баланса организма. Однако получено много фактов, демонстрирующих ее более широкое модуляторное влияние на другие “непищевые” функции мозга, вовлеченность в контроль нейронных путей, которые их регулируют как в процессе развития организма, так и во взрослом возрасте [16]. Это, очевидно, определяет психические нарушения как сопутствующую патологию при метаболических расстройствах. Эпилептическая активность приводит к гибели нейронов мозга [46], что также можно рассматривать как следствие нарушения их энергетического баланса при нарушениях в меланокортиновой передаче, что свидетельствует в пользу предположения об энергетической природе нейродегенеративных процессов [47].

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Исследование проведено в рамках государственного задания № 075-00264-24-00.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ НОРМ

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Этическое одобрение. Статья не содержит результатов исследований с участием людей в качестве объектов исследований. Все экспериментальные процедуры соответствовали положениям Animal Welfare Act (2006) и European Communities Council Directive 1986 (2010/63/EEC), а также правилам, изложенным в “Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.” Дизайн исследования одобрен Комитетом по биоэтике Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН (Протокол 5/2019 от 23.05.2019 г.).

Об авторах

И. В. Романова

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: irinaromanova@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Л. Михрина

Еврейский университет

Email: irinaromanova@mail.ru
Израиль, Иерусалим

С. И. Ватаев

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН

Email: irinaromanova@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы