Изменение экспрессии генов катаболизма дофамина у крыс DAT-KO с индуцированным вальпроатным синдромом

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. Расстройство аутистического спектра и синдром дефицита внимания и гиперактивности представляют собой сложные нарушения развития нервной системы. Оба заболевания диагностируются в детском возрасте и часто бывают коморбидными. Крысы с нокаутом гена транспортера дофамина проявляют симптоматику, характерную для синдрома дефицита внимания и гиперактивности. Для моделирования расстройства аутистического спектра используют пренатальное введение вальпроевой кислоты. Дисфункция дофаминергической системы может быть одной из причин развития синдрома дефицита внимания и гиперактивности и расстройства аутистического спектра. Однако нейрохимические механизмы, лежащие в основе дисфункции дофаминергической системы и способствующие патогенезу расстройства аутистического спектра, требуют дальнейшего изучения.

Цель — исследование уровней экспрессии мРНК генов катаболизма дофамина у крыс-гетерозигот с нокаутом гена, кодирующего транспортер обратного захвата дофамина, и индуцированным вальпроатным синдромом.

Материалы и методы. Работа выполнена на 32 крысах в возрасте 40 дней (подростковый возраст). Всего в работе было сформировано 4 группы крыс: DAT:Salt, DAT:VPA, WT:VPA и WT:Salt, где DAT/WT — наличие или отсутствие генетического фактора (DAT — гетерозигота по нокауту гена SLC6A3, WT — дикий тип), VPA/Salt — наличие или отсутствие токсического фактора (индуцированный вальпроатный синдром).

Результаты. Экспрессия мРНК ферментов моноаминоксидазы А и моноаминоксидазы B в среднем мозге была снижена в группах DAT:Salt, DAT:VPA и WT:VPA по сравнению с контрольной группой WT:Salt. Экспрессия мРНК катехол-О-метилтрансферазы в среднем мозге у крыс DAT:Salt значительно выше, чем в контрольной группе WT:Salt, однако введение вальпроевой кислоты приводит к снижению экспрессии катехол-О-метилтрансферазы у крыс-гетерозигот по нокауту гена SLC6A3. В префронтальной коре и стриатуме не было замечено изменений в экспрессии мРНК моноаминоксидазы А, моноаминоксидазы B и катехол-О-метилтрансферазы.

Заключение. Развитие вальпроатного синдрома и/или нарушение обратного захвата дофамина приводят к снижению уровня мРНК моноаминоксидазы А и моноаминоксидазы B в среднем мозге крыс. Пренатальное воздействие вальпроевой кислоты приводило к снижению уровня мРНК катехол-О-метилтрансферазы в среднем мозге у крыс-гетерозигот по нокауту гена DAT.

Об авторах

Илья Романович Назаров

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: inazarovgm@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-3789-0836

инженер, биологический факультет, кафедра биохимии

Россия, Санкт-Петербург

Дарья Алексеевна Обухова

Санкт-Петербургский государственный университет; Институт экспериментальной медицины

Email: obuhowadaria@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-4287-0808

студент биологического факультета, кафедра биохимии, лаборант-исследователь физиологического отдела им. И.П. Павлова, лаборатория нейрохимии

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Валентина Михайловна Кудринская

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: v.kudrinskaja2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2763-5191

лаборант-исследователь физиологического отдела им. И.П. Павлова, лаборатория нейрохимии, студент Института биомедицинских систем и биотехнологий

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Нина Сергеевна Пестерева

Институт экспериментальной медицины

Email: pesterevans@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3104-8790

старший научный сотрудник физиологического отдела им. И.П. Павлова, лаборатория нейрохимии

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Lai M.-C., Kassee C., Besney R., et al. Prevalence of co-occurring mental health diagnoses in the autism population: a systematic review and meta-analysis // Lancet Psychiatry. 2019. Vol. 6, N 10. P. 819–829. doi: 10.1016/S2215-0366(19)30289-5
  2. Marotta R., Risoleo M.C., Messina G., et al. The neurochemistry of autism // Brain Sci. 2020. Vol. 10, N 3. P. 163. doi: 10.3390/brainsci10030163
  3. Pavăl D. A dopamine hypothesis of autism spectrum disorder // Dev Neurosci. 2017. Vol. 39, N 5. P. 355–360. doi: 10.1159/000478725
  4. Inui T., Kumagaya S., Myowa-Yamakoshi M. Neurodevelopmental hypothesis about the etiology of autism spectrum disorders // Front Hum Neurosci. 2017. Vol. 11. P. 354. doi: 10.3389/fnhum.2017.00354
  5. Banerjee A., Engineer C.T., Sauls B.L., et al. Abnormal emotional learning in a rat model of autism exposed to valproic acid in utero // Front Behav Neurosci. 2014. Vol. 8. P. 387. doi: 10.3389/fnbeh.2014.00387
  6. Chaliha D., Albrecht M., Vaccarezza M., et al. A systematic review of the valproic-acid-induced rodent model of autism // Dev Neurosci. 2020. Vol. 42, N 1. P. 12–48. doi: 10.1159/000509109
  7. Favre M.R., Barkat T.R., Lamendola D., et al. General developmental health in the VPA-rat model of autism // Front Behav Neurosci. 2013. Vol. 7. P. 88. doi: 10.3389/fnbeh.2013.00088
  8. Tartaglione A.M., Schiavi S., Calamandrei G., Trezza V. Prenatal valproate in rodents as a tool to understand the neural underpinnings of social dysfunctions in autism spectrum disorder // Neuropharmacology. 2019. Vol. 159. P. 107477. doi: 10.1016/j.neuropharm.2018.12.024
  9. Hegarty S.V., Sullivan A.M., O’Keeffe G.W. Midbrain dopaminergic neurons: a review of the molecular circuitry that regulates their development // Dev Biol. 2013. Vol. 379, N 2. P. 123–138. doi: 10.1016/j.ydbio.2013.04.014
  10. Iijima Y., Behr K., Iijima T., et al. Distinct defects in synaptic differentiation of neocortical neurons in response to prenatal valproate exposure // Sci Rep. 2016. Vol. 6. P. 27400. doi: 10.1038/srep27400
  11. Qi C., Luo L.D., Feng I., Ma S. Molecular mechanisms of synaptogenesis // Front Synaptic Neurosci. 2022. Vol. 14. P. 939793. doi: 10.3389/fnsyn.2022.939793
  12. Wang L., Liu Y., Li S., et al. Wnt signaling pathway participates in valproic acid-induced neuronal differentiation of neural stem cells // Int J Clin Exp Pathol. 2015. Vol. 8, N 1. P. 578–585.
  13. Luo S.X., Huang E.J. Dopaminergic neurons and brain reward pathways: from neurogenesis to circuit assembly // Am J Pathol. 2016. Vol. 186, N 3. P. 478–488. doi: 10.1016/j.ajpath.2015.09.023
  14. Meiser J., Weindl D., Hiller K. Complexity of dopamine metabolism // Cell Commun Signal. 2013. Vol. 11, N 1. P. 34. doi: 10.1186/1478-811X-11-34
  15. Larsen M.B., Sonders M.S., Mortensen O.V., et al. Dopamine transport by the serotonin transporter: a mechanistically distinct mode of substrate translocation // J Neurosci. 2011. Vol. 31, N 17. P. 6605–6615. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0576-11.2011
  16. Choi C.S., Hong M., Kim K.C., et al. Effects of atomoxetine on hyper-locomotive activity of the prenatally valproate-exposed rat offspring // Biomol Ther (Seoul). 2014. Vol. 22, N 5. P. 406–413. doi: 10.4062/biomolther.2014.027
  17. Xu H., Yang F. The interplay of dopamine metabolism abnormalities and mitochondrial defects in the pathogenesis of schizophrenia // Transl Psychiatry. 2022. Vol. 12, N 1. P. 464. doi: 10.1038/s41398-022-02233-0
  18. Efimova E.V., Gainetdinov R.R., Budygin E.A., Sotnikova T.D. Dopamine transporter mutant animals: a translational perspective // J Neurogenet. 2016. Vol. 30, N 1. P. 5–15. doi: 10.3109/01677063.2016.1144751
  19. Leo D., Sukhanov I., Gainetdinov R.R. Novel translational rat models of dopamine transporter deficiency // Neural Regen Res. 2018. Vol. 13, N 12. P. 2091–2093. doi: 10.4103/1673-5374.241453
  20. Ali E.H.A., Elgoly A.H.M. Combined prenatal and postnatal butyl paraben exposure produces autism-like symptoms in offspring: comparison with valproic acid autistic model // Pharmacol Biochem Behav. 2013. Vol. 111. P. 102–110. doi: 10.1016/j.pbb.2013.08.016

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Уровни экспрессии мРНК катехол-О-метилтрансферазы (COMT), моноаминоксидазы А (MAO-A), моноаминоксидазы B (MAO-B) в среднем мозге в группах DAT:Salt (n = 4), WT:Salt (n = 7), DAT:VPA (n = 5), WT:VPA (n = 6). Данные представлены как M ± SEM. * p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,005; # p ≤ 0,0001

Скачать (107KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровни экспрессии мРНК катехол-О-метилтрансферазы (COMT), моноаминоксидазы А (MAO-A), моноаминоксидазы B (MAO-B) в стриатуме. DAT:Salt (n = 6), WT:Salt (n = 7), DAT:VPA (n = 7), WT:VPA (n = 7). Данные представлены как M ± SEM

Скачать (104KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Уровни экспрессии мРНК катехол-О-метилтрансферазы (COMT), моноаминоксидазы А (MAO-A), моноаминоксидазы B (MAO-B) в префронтальной коре. DAT:Salt (n = 5), WT:Salt (n = 7), DAT:VPA (n = 7), WT:VPA (n = 7). Данные представлены как M ± SEM

Скачать (111KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024



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».