Метилобогащенная диета матери улучшает эпизодическую память и не влияет на память об условно-рефлекторном страхе у потомства крыс линии WAG/RIJ

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Цель данной работы – выяснить, какое влияние оказывает метилобогащенная диета (МОД) матери в перинатальном периоде на когнитивные функции взрослого потомства крыс линии WAG/Rij – модели наследственной absence-эпилепсии с коморбидной депрессией. Когнитивные функции (обучение и память) оценивались в тестах распознавания нового объекта (РНО) и выработки условно-рефлекторной реакции страха (fear conditioning). Эксперименты проводили на 6-месячных крысах-самцах линии WAG/Rij. Матери крыс экспериментальной группы потребляли МОД, а матери контрольной группы – контрольную диету. Тест РНО использовался для оценки эпизодической памяти. Данный тест основан на врожденной исследовательской мотивации (мотивации предпочтения новизны), которая обычно понижена при депрессии. Выработка условно-рефлекторного страха (fear conditioning) представляет собой выработку классического павловского оборонительного условного рефлекса, проявляющегося в виде реакций замираний в ответ на негативное подкрепление (электрическое раздражение лап). В тесте РНО у крыс экспериментальной группы индекс распознавания нового объекта (показатель эпизодической памяти), а также число выходов в центр арены (показатель исследовательской мотивации) были значимо больше по сравнению с аналогичными показателями у контрольной группы. Однако не было обнаружено межгрупповых различий в проявлении памяти об условно-рефлекторном страхе (% реакций замирания) на контекст и звуковой сигнал. Результаты свидетельствуют о том, что МОД матери улучшает эпизодическую память в тесте РНО, но не влияет на память об условно-рефлекторном страхе, связанном с контекстом и звуковым сигналом, у взрослого потомства крыс линии WAG/Rij.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Федосова

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ekaterina5fedosova@rambler.ru
Россия, Москва

А. Б. Шацкова

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Email: ekaterina5fedosova@rambler.ru
Россия, Москва

К. Ю. Саркисова

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Email: ekaterina5fedosova@rambler.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Sarkisova K, van Luijtelaar G (2011) The WAG/Rij strain: a genetic animal model of absence epilepsy with comorbidity of depression. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 35(4): 854–876. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2010.11.010 1
  2. Sarkisova KY, Gabova AV (2018) Maternal care exerts disease-modifying effects on genetic absence epilepsy and comorbid depression. Genes Brain Behav 17(7): e12477. https://doi.org/10.1111/gbb.12477 4
  3. Sarkisova K, van Luijtelaar G (2022) The impact of early-life environment on absence epilepsy and neuropsychiatric comorbidities. IBRO Neurosci Rep 13: 436–468. https://doi.org/10.1016/j.ibneur.2022.10.012 5
  4. Sarkisova KY, Fedosova EA, Shatskova AB, Narkevich VB, Kudrin VS (2022) Maternal Methyl-Enriched Diet Increases Dopaminergic Tone of the Mesolimbic Brain System in Adult Offspring of WAG/Rij Rats. Dokl Biol Sci 506 (1): 145–149. https://doi.org/10.1134/S001249662205012X. 7
  5. Sarkisova KY, Fedosova EA, Shatskova AB, Gabova AV, Rudenok MM, Stanishevskaya VA, Slominsky PA (2021) Maternal methyl- enriched diet alters absence seizures, depression- like comorbidity and DNMT1, HCN1 and TH gene expression in adult offspring. Epilepsia 62(S3): 1–2. https://doi.org/10.29003/m2311.sudak.ns2021–17/334–335
  6. Van den Veyver IB (2002) Genetic effects of methylation diets. Annu Rev Nutr 22: 255–282. https://doi.org/10.1146/annurev.nutr.22.010402.102932
  7. Herbeck YE, Gulevich RG, Amelkina OA, Plyusnina IZ, Oskina IN (2010) Conserved methylation of the glucocorticoid receptor gene exon 1(7) promoter in rats subjected to a maternal methyl-supplemented diet. Int J Dev Neurosci 28(1): 9–12. https://doi.org/10.1016/j.ijdevneu.2009.10.004
  8. Poletaeva II, Surina NM, Ashapkin VV, Fedotova IB, Merzalov IB, Perepelkina OV, Pavlova GV (2014) Maternal methyl-enriched diet in rat reduced the audiogenic seizure proneness in progeny. Pharmacol Biochem Behav 127: 21–26. https://doi.org/10.1016/j.pbb.2014.09.018
  9. Jaenisch R, Bird A (2003) Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals. Nat Genet 33 Suppl: 245–254. https://doi.org/10.1038/ng1089
  10. Cheng D, Yan X, Gao Z, Xu K, Zhou X, Chen Q (2017) Common and distinctive patterns of cognitive dysfunction in children with benign epilepsy syndromes. Pediatr Neurol 72: 36–41. http://doi.org/10.1016/j.pediatrneurol.2016.12.005
  11. Czerwińska A, Pawłowski T (2020) Cognitive dysfunctions in depression – significance, description and treatment prospects. Psychiatr Pol 54(3): 453–466. https://doi.org/10.12740/PP/OnlineFirst/105415
  12. Di Sciascio G, Furio MA, Palumbo C (2015) Cognitive deficits in depressive illness: how many and which instruments to identify them? Riv Psichiatr 50(3): 110–117. https://10.1708/1910.20790
  13. Fedosova EA, Sarkisova KYu, Kudrin VS, Narkevich VB, Bazyan AS (2015) Behavioral and Neurochemical Characteristics of Two Months Old WAG/Rij Rats with Genetic Absence Epilepsy. Int J Clin Exp Neurol 3(2): 32–44. https://doi.org/10.12691/IJCEN-3–2–2 10
  14. Malyshev AV, Zakharov AM, Sarkisova KYu, Dubynin VA (2012) Reverse learning in WAG/Rij rats with depression-like behavior. Zh Vyssh Nerv Deiat Im IP Pavlova 62(5): 580–590. https://doi.org/10.1007/s11055–013–9869-y
  15. Федосова ЕА, Шацкова АБ, Саркисова КЮ (2022) Этосуксимид улучшает когнитивную гибкость при реверсивном обучении у крыс линии WAG/Rij с абсанс-эпилепсией и коморбидной депрессией. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 108(1): 36–58 [Fedosova EA, Shatskova AB, Sarkisova KY (2022) Ethosuximide improves cognitive flexibility during reversal learning in WAG/Rij rats with absence epilepsy and comorbid depression. Russ J Physiol 108(1): 36–58. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S086981392201006X 11
  16. Leo A, Citraro R, Tallarico M, Iannone M, Fedosova E, Nesci V, De Sarro G, Sarkisova K, Russo E (2019) Cognitive impairment in the WAG/Rij rat absence model is secondary to absence seizures and depressive-like behavior. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 94: 109652. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2019.109652 12
  17. Fedosova EA, Shatskova AB, Sarkisova KY (2021) Еthosuximide increases exploratory motivation and improves episodic memory in the novel object recognition test in WAG/Rij rats with genetic absence epilepsy. Neurosci Behav Physiol 51(4): 501–512. https://doi.org/10.1007/s11055–021–01097-z 13
  18. Sarkisova KYu, Kuznetsova GD, Kulikov MA, van Luijtelaar G (2010) Spike–wave discharges are necessary for the expression of behavioral depression-like symptoms. Epilepsia 51: 146–160. https://doi.org/10.1111/j.1528–1167.2009.02260.x 14
  19. Sarkisova KYu, Kulikov MA, Folomkina AA (2011) Does antiabsence drug ethosuximide exert antidepressant effect? Zh Vyssh Nerv Deiat Im IP Pavlova 61(2): 227–235.
  20. Hånell A, Marklund N (2014) Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Front Behav Neurosci 8: 252. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2014.00252
  21. Antunes M, Biala G (2012) The novel object recognition memory: neurobiology, test procedure and its modifications. Cogn Process 13: 93–110. https://doi.org/10.1007/s10339–011–0430-z
  22. Pavlova IV, Rysakova MP, Zaichenko MI, Broshevitskaya ND (2020) Behavior of Rats with High and Low Levels of Freezing in Defensive Situations and on Selection of Food Reinforcement. Neurosci Behav Physi 50: 126–136. https://doi.org/10.1007/s11055–019–00878-x
  23. Deuis J, Dvorakova L, Vetter I (2017) Methods Used to Evaluate Pain Behaviors in Rodents. Front Mol Neurosci 10. https://doi.org/10.3389/fnmol.2017.00284
  24. Broadbent NJ, Gaskin S, Squire LR, Clark RE (2010) Object recognition memory and the rodent hippocampus. Learn Mem 17: 5–11. https://doi.org/10.1101/lm.1650110
  25. Shimoda S, Ozawa T, Ichitani Y, Yamada K (2021) Long-term associative memory in rats: Effects of familiarization period in object-place-context recognition test. PLoS One 16(7): e0254570. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0254570
  26. Botton PH, Costa MS, Ardais AP, Mioranzza S, Souza DO, da Rocha JB, Porciu´ncula LO (2010) Caffeine prevents disruption of memory consolidation in the inhibitory avoidance and novel object recognition tasks by scopolamine in adult mice. Behav Brain Res 214: 254–259. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2010.05.034
  27. Karson A, Utkan T, Balc F, Arıcıoglu F, Ates N (2012) Age-dependent decline in learning and memory performances of WAG/Rij rat model of absence epilepsy. Behav Brain Funct 8: 51. http://doi.org/10.1186/1744–9081–8–51
  28. Kunisato Y, Okamoto Y, Ueda K, Onoda K, Okada G, Yoshimura S, Suzuki S, Samejima K, Yamawaki S (2012) Effects of depression on reward-based decision making and variability of action in probabilistic learning. J Behav Ther Exp Psychiatry 43(4): 1088–1094. https://doi.org/10.1016/j.jbtep.2012.05.007
  29. Henriques JB, Davidson RJ (2000) Decreased responsiveness to reward in depression. Cogn Emot 14(5): 711–724. https://doi.org/10.1080/02699930050117684
  30. Dai Q, Feng Z (2012) More excited for negative facial expressions in depression: evidence from an event-related potential study. Clin Neurophysiol 123(11): 2172–2179. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2012.04.018
  31. Eshel N, Roiser JP (2010) Reward and punishment processing in depression. Biol Psychiatry 68(2): 118–124. http://doi.org/10.1016/j.biopsych.2010.01.027
  32. Fales CL, Barch DM, Rundle MM, Mintun MA, Snyder AZ, Cohen JD, Mathews J, Sheline YI (2008) Altered emotional interference processing in affective and cognitive-control brain circuitry in major depression. Biol Psychiatry 63(4): 377–384. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2007.06.012
  33. Dannlowski U, Ohrmann P, Bauer J, Kugel H, Arolt V, Heindel W, Kersting A, Baune BT, Suslow T (2007) Amygdala reactivity to masked negative faces is associated with automatic judgmental bias in major depression: a 3 T fMRI study. J Psychiatry Neurosci 32(6): 423–429.
  34. Clark L, Chamberlain SR, Sahakian BJ (2009) Neurocognitive mechanisms in depression: implications for treatment. Annu Rev Neurosci 32: 57–74. https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.31.060407.125618
  35. Clapcote SJ, Lipina TV, Millar JK, Mackie S, Christie S, Ogawa F, Lerch JP, Trimble K, Uchiyama M, Sakuraba Y, Kaneda H, Shiroishi T, Houslay MD, Henkelman RM, Sled JG, Gondo Y, Porteous DJ, Roder JCC (2007) Behavioral Phenotypes of Disc1 Missense Mutations in Mice. Neuron 54: 387–402. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2007.04.015
  36. Чижова НД, Смирнова КВ, Дубровина НИ, Калуев АВ, Амстиславская ТГ (2023) Особенности угашения памяти о страхе у самцов и самок мышей Disc1-Q31L. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 109(12): 1898–1907. [Chizhova ND, Smirnova KV, Dubrovina NI, Kaluev AV, Amstislavskaya TG (2023) Peculiarities of Fear Memory Disturbance in Male and Female Disc1-Q31L Mice. Russ J Physiol 109(12): 1898–1907. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S0869813923120038

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Индекс распознавания нового объекта через 1 ч (ИР 1 – в тестовую фазу 1, Т2) и через 24 ч (ИР 2 – в тестовую фазу 2, Т3) после предъявления двух одинаковых объектов. CD – контрольная диета, MED – метилобогащенная диета. *p < 0.05 – у крыс линии WAG/Rij, рожденных матерями, потреблявшими МОД, по сравнению с крысами линии WAG/Rij, рожденными матерями, потреблявшими КД.

Скачать (120KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние МОД матери на выработку условно-рефлекторной реакции страха у крыс линии WAG/Rij. % реакций замирания в фоне во время обучения (a) и тестирования (c). % реакций замирания на условный стимул (звук) при обучении (b) и тестировании (d). По вертикали – % реакций замирания. 1 – % реакций замирания при помещении в камеру без действия звука (контекст), 2 – % реакций замирания при действии звука (сигнальный раздражитель). Размещенные над графиками серые линии, ограниченные с двух сторон, показывают каждую фазу теста с указанием их длительности. ## p < 0.01, ### p < 0.001 – в день тестирования (2-й день) по сравнению с днем обучения (1-й день).

Скачать (395KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние МОД матери на болевую чувствительность у крыс линии WAG/Rij (латентный период отдергивания хвоста, tail flick latency). CD – контрольная диета, MED – метилобогащенная диета.

Скачать (173KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024