Russian Journal of PhysiologyRussian Journal of PhysiologyРоссийский физиологический журнал им. И.М. Сеченова0869-81392658-655XThe Russian Academy of Sciences65160410.31857/S0869813923010077IZMQDEEXPERIMENTAL ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИInvolvement of Dihydropyrimidinase-Related Protein 2 in Regulation of Anxiety in HumansУчастие дигидропиримидиназа-подобного белка 2 в регуляции тревожности у человекаGuliyevaSh. M.ГулиеваШ. М.arifmekht@yahoo.comMekhtievA. A.МехтиевА. А.arifmekht@yahoo.comNakhchivan State UniversityНахичеванский государственный университетAcademician Abdulla Garayev Institute of Physiology, NASИнститут физиологии им. академика Абдуллы Гараева НАН010120231091344501022025Copyright ©; 2023, Ш.М. Гулиева, А.А. МехтиевCopyright ©; 2023, Ш.М. Гулиева, А.А. Мехтиев2023Ш.М. Гулиева, А.А. МехтиевШ.М. Гулиева, А.А. Мехтиевhttps://journals.eco-vector.com/0869-8139/article/view/651604

The goal of the study was analysis of the role for dihydropyrimidinase-related protein 2 (DRP2) in regulation of anxiety in humans and animals. For this purpose, the levels of DRP2 in the platelets and saliva and the levels of natural autoantibodies to DRP2 in the blood serum of the patients, admitted for a surgical operation, were analyzed alongside with the effects of DRP2 on rat behavior using the model of elevated plus-maze. Blood samples were collected from the veins of the patients, feeling anxiety at the day of surgery, into test tubes containing 5% EDTA as an anticoagulant. Platelets and serum were purified and through indirect ELISA-test the levels of DRP2 were evaluated in the platelets, while the levels of natural anti-DRP2 autoantibodies were measured in the blood serum. Concomitantly, the levels of DRP2 were estimated in the patients’ saliva sampled on the same day. The results showed upregulation of DRP2 in the platelets (p < 0.05 on Student’s t-criterion) and natural anti-DRP2 autoantibodies in the serum of the patients (p < 0.001) relative to healthy persons. Evaluation of the level of the stress hormone cortisol in the patients’ serum revealed its upregulation (p < 0.01). At the same time downregulation of DRP2 in the patients’ saliva (p < 0.01) was noticed. Intra-cerebral administration of DRP2 to the rats resulted in an increase in the number of crossed squares in the open arms of the maze relative to the control rats injected with inactivated DRP2 (p < 0.01, Wilcoxon and Mann–Whitney U-criterion) which indicates their reduced anxiety. Based on the data obtained we conclude that evaluation of DRP2 in the platelets, natural anti-DRP2 autoantibodies in the blood serum and DRP2 in the saliva might serve as an indicator of anxiety levels in humans.

Целью исследования было изучение роли дигидропиримидиназа-подобного белка 2 (ДПБ2) в регуляции тревожности у человека и животных. Для этого определяли уровень ДПБ2 в тромбоцитах и слюне и уровень естественных аутоантител к ДПБ2 в сыворотке крови у пациентов, имевших назначение на операцию, а также изучали влияние ДПБ2 на поведение крыс в модели приподнятого крестообразного лабиринта. Пробы крови у пациентов, испытывавших ощущение тревожности в день операции, забирали из вены в пробирки, содержавшие 5%-ный раствор ЭДТ-А в качестве антикоагулянта, выделяли тромбоциты и сыворотку, и методом непрямого иммуноферментного анализа в тромбоцитах определяли уровень ДПБ2, а в сыворотке крови – уровень естественных аутоантител к ДПБ2. В слюне у этих больных также определяли уровень ДПБ2. Результаты исследования выявили повышение уровня ДПБ2 в тромбоцитах (p < 0.05 по t-критерию Стьюдента) и уровня естественных аутоантител к ДПБ2 в сыворотке (p < 0.001) у пациентов по сравнению со здоровыми испытуемыми. Также выявлено увеличение уровня стрессорного гормона кортизола в сыворотке крови у пациентов (p < 0.01). В то же время в слюне у них было обнаружено снижение уровня ДПБ2 (p < 0.01). Внутримозговое введение крысам ДПБ2 вызывало увеличение количества пересеченных квадратов в открытых рукавах лабиринта относительно крыс контрольной группы (инактивированный ДПБ2; p < 0.01 по U-критерию Уилкоксона и Манна–Уитни), что свидетельствует о снижении у них уровня тревожности. Основываясь на повышении уровней ДПБ2 в тромбоцитах и аутоантител к ДПБ2 в сыворотке крови, а также снижении его уровня в слюне при параллельном повышении уровня кортизола в сыворотке у пациентов, испытывавших ощущение тревожности, можно сделать заключение о том, что определение уровня ДПБ2 и естественных аутоантител к ДПБ2 в указанных средах организма может служить показателем адаптации к уровню тревожности у человека.

patientsplateletsblood serumsalivadihydropyrimidinase-related protein 2natural autoantibodiescortisolelevated plus-mazeпациентытромбоцитысыворотка кровислюнадигидропиримидиназа-подобный белок 2естественные аутоантителакортизолприподнятый крестообразный лабиринтВсе процедуры, выполненные в исследованиях с участием животных, соответствовали этическим стандартам и принципам Базельской декларации и рекомендациям Национального биоэтического комитета Азербайджана (Протокол заседания № 4 от 10.09.2019 г.). Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическими стандартами институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 года и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики. От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.Shapell S, Detwiler C, Boquet A, Wiegmann D (2006) Human error and commercial aviation accidents: A comprehensive, fine-grained analysis using HFACS. Federal Aviation Administration. DOT/FAA/AM-06/18. Office of Aerospace Medicine Washington, DC 20591.Devido G, Jones M, Geraci M, Hollon N, Blair RJ, Pine DS, Blair K (2009) Stimulus-reinforcement-based decision making and anxiety: impairment in generalized anxiety disorder (GAD) but not in generalized social phobia (GSP). Psychol Med 39: 1153–1161. https://doi.org/10.1017/S003329170800487XLuhman CC, Ishida K, Hajcak G (2011) Intolerance of uncertainty and decisions about delayed, probabilistic rewards. Behav Ther 42: 378–386. https://doi.org/10.1016/j.beth.2010.09.002Teng C, Otero M, Geraci M, Blair RJR, Pine DS, Grillon Ch, Blair KS (2016) Abnormal decision-making in generalized anxiety disorder: Aversion of risk or stimulus-reinforcement impairment? Psych Res 237: 351–356. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2015.12.031Elliott JM, Kent A (1989) Comparison of [125I]iodolysergic acid diethylamide binding to human frontal cortex and platelet tissue. J Neurochem 53: 191–196. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1989.tb07313.xCollins ChM, Kloek J, Elliott JM (2013) Parallel changes in serotonin levels in brain and blood following acute administration of MDMA. J Psychopharm 27: 109–112. https://doi.org/10.1177/0269881112463123Мехтиев АА (2000) Обнаружение в головном мозге крыс белка, обладающего антиконсолидационными свойствами. Бюл экспер биол мед 129: 147–150. [Mekhtiev AA (2000) Revealing in the brain of rats the protein possessing anticonsolidation properties. Bull Exp Biol Med 129: 147–150. (In Russ)].https://doi.org/10.1007/BF02766081Goshima Y, Nakamura F, Strittmatter P, Strittmatter SM (1995) Collapsin-induced growth cone collapse mediated by an intracellular protein related to UNC-33. Nature 376: 509–514. https://doi.org/10.1038/376509a0Inagaki N, Chihara K, Arimura N, Ménager C, Kawano MN, Matsuo N, Nishimura T, Amano M, Kaibuchi K (2001) CRMP-2 induces axons in cultured hippocampal neurons. Nat Neurosci 4: 781–782. https://doi.org/10.1038/90476Bisgaard ChF, Jayatissa MN, Enghild JJ, Sanchéz C, Artemychyn R, Wiborg O (2007) Proteomic investigation of the ventral rat hippocampus links DRP-2 to escitalopram treatment resistance and SNAP to stress resilience in the chronic mild stress model of depression. J Mol Neurosci 32: 132–144. https://doi.org/10.1007/s12031-007-0025-4Wei Y, Wang G, Chen J, Xiao L, Wu Z, He J, Zhang N (2021) Maternal deprivation induces cytoskeletal alterations and depressive-like behavior in adult male rats by regulating the AKT/GSK3β/CRMP2 signaling pathway. Physiol & Behav 242: 113625. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2021.113625Xiang D, Xiao J, Sun S, Fu L, Yao L, Wang G, Liu Z (2020) Differential regulation of DNA methylation at the CRMP2 promoter region between the hippocampus and prefrontal cortex in a CUMB depression model. Front Psychiatr 11: 141. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2020.00141Walf AA, Frye CA (2007) The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nat Protoc 2: 322–328. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.44Kraeuter A-K, Guest PC, Sarnyai Z (2019) The Elevated Plus Maze Test for Measuring Anxiety-Like Behavior in Rodents. Methods Mol Biol 1916: 69–74. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8994-2_4File SE, Zangrossi H Jr, Sanders FL, Mabbutt PS (1994) Raised corticosterone in the rat after exposure to the elevated plus-maze. Psychopharmacology 113: 543–546. https://doi.org/10.1007/BF02245237Rodgers RJ, Haller J, Holmes A, Halasz J, Walton TJ, Brain PF (1999) Corticosterone response to the plus-maze: high correlation with risk assessment in rats and mice. Physiol Behav 68: 47–53. https://doi.org/10.1016/s0031-9384(99)00140-7Hasanova LF (2022) The changes of serotonin-modulating anticonsolidation protein and dihydropyrimidinase-related protein 2 in the amygdala and blood of depressive rats. Azerb J Physiol 37: 7–12.