Оценка уровня экспрессии интерлейкина-1β в церебральной коре мышей в модели посттравматического стрессового расстройства: методические рекомендации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Целью настоящего исследования являлось определение влияния транскардиальной перфузии, а также социальной иерархии у самцов мышей на уровень экспрессии генов в церебральной коре мышей на примере провоспалительного цитокина ИЛ-1β.

Материал и методы. Исследование проводили на нелинейных самцах мышей в возрасте 3 мес, 10 из которых были подвергнуты стрессированию по протоколу единого пролонгированного стресса. Формирование стрессового расстройства было подтверждено поведенческими тестами в лабиринтах «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт». Группа контроля состояла из 10 мышей, на которых не было оказано никакого воздействия. Затем из каждой группы 5 мышам проводили транскардиальную перфузию, остальных анестезировали и умерщвляли без перфузии. Для определения уровней экспрессии проводили выделение мРНК из церебральной коры, синтез кДНК с последующим проведением полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты: мыши, стрессированные по протоколу единого пролонгированного стресса, демонстрировали жесткую социальную иерархию, при этом поведение доминирующих самцов в лабиринтах «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт» существенно отличалось от поведения подчиненных. В результате стрессирования у мышей значимо повышается уровень экспрессии ИЛ-1β в церебральной коре по сравнению с контрольными животными, как в случае проведения транскардиальной перфузии, так и без нее. В группе контрольных мышей между перфузированными и неперфузированными животными наблюдалась тенденция к более низкому уровню экспрессии ИЛ-1β у перфузированных животных, но не было статистической значимости. В группе стресса уровень экспрессии ИЛ-1β был значительно выше у неперфузированных животных по сравнению с перфузированными.

Заключение: Наше исследование показало, что стрессирование самцов мышей приводит к обострению конфликтов на фоне жесткой социальной иерархии с четким выделением доминирующего и подчиненных самцов. При этом поведение доминирующих самцов в лабиринтах «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт» существенно отличается от поведения подчиненных, что отражается на статистике исследования. Также при оценке уровней экспрессии интерлейкинов в мозге рекомендуется проведение транскардиальной перфузии с целью удаления клеток крови из сосудов мозга, так как уровень экспрессии отличается у перфузированных и неперфузированных животных.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Георгий Михайлович Джобадзе

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта», Образовательно-научный кластер «Институт медицины и наук о жизни (МЕДБИО)»

Автор, ответственный за переписку.
Email: aoagovs@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-0065-2126

студент Высшей школы живых систем

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Анастасия Аркадиевна Брузгина

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта», Образовательно-научный кластер «Институт медицины и наук о жизни (МЕДБИО)»

Email: anastasiabruz@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-8492-9578

студент Высшей школы живых систем

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Екатерина Александровна Курилова

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта», Образовательно-научный кластер «Институт медицины и наук о жизни (МЕДБИО)»

Email: ekaterinakuuurilova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0031-116X

аспирант Высшей школы живых систем

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Оксана Павловна Тучина

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта», Образовательно-научный кластер «Институт медицины и наук о жизни (МЕДБИО)»

Email: otuchina@kantiana.ru
ORCID iD: 0000-0003-1480-1311

зав. лабораторией Синтетической биологии, кандидат биологических наук, доцент

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Список литературы

  1. Liberzon I., Krstov M., Young E.A. Stress-restress: Effects on ACTH and fast feedback. Psychoneuroendocrinology. 1997; 443–53. doi: 10.1016/s0306-4530(97)00044-9
  2. Lisieski M.J., Eagle A.L., Conti A.C., Liberzon I., Perrine S.A. Single-Prolonged Stress: A Review of Two Decades of Progress in a Rodent Model of Post-traumatic Stress Disorder. Front Psychiatry. 2018; 9: 196.
  3. Tanaka K.-I., Yagi T., Nanba T., Asanuma M. Application of Single Prolonged Stress Induces Post-traumatic Stress Disorder-like Characteristics in Mice. Acta Med Okayama. 2018; 72: 479–85.
  4. Tuchina O.P., Sidorova M.V., Turkin A.V., Shvaiko D.A., Shalaginova I.G., Vakolyuk I.A. Molecular mechanisms of neuroinflammation initiation and development in a model of post-traumatic stress disorder. Genes Cells. 2018; 13: 47–55.
  5. Vaido A., Shiryaeva N., Pavlova M., Levina A., Khlebaeva D., Lyubashina O. et al. Selected Rat Strains Ht, Lt As A Model For The Study Of Dysadaptation States Dependent On The Level Of Excitability Of The Nervous System. Laboratornye Zhivotnye dlya nauchnych issledovanii (Laboratory Animals for Science). 2018. doi: 10.29296/2618723x-2018-03-02
  6. Shalaginova I.G., Tuchina O.P., Sidorova M.V., Levina A.S., Khlebaeva D.A.-A., Vaido A.I. et al. Effects of psychogenic stress on some peripheral and central inflammatory markers in rats with the different level of excitability of the nervous system. PLoS One. 2021; 16: e0255380.
  7. Patlay N.N., Sotnikov E.B., Kurilova E.A., Tuchina O.P. Early changes in the reactive profile of mouse hippocampal glial cells in response to lipopolysaccharide. Современные проблемы науки и образования (Mod Probl Sci Educ). 2020; 72 https://elibrary.ru/item.asp?id=44595567
  8. Patlay N.I., Sotnikov E.B., Tuchina O.P. The role of microglial cytokines in the modulation of neurogenesis in the adult brain. Nematology. 2020; 15–23.
  9. Besnard A., Sahay A. Adult Hippocampal Neurogenesis, Fear Generalization, and Stress. Neuropsychopharmacology. 2016; 41: 24–44.
  10. Kurilova E., Sidorova M., Tuchina O. Single Prolonged Stress Decreases the Level of Adult Hippocampal Neurogenesis in C57BL/6, but Not in House Mice. Curr Issues Mol Biol. 2023; 45: 524–37.
  11. Nahvi R.J., Nwokafor C., Serova L.I., Sabban E.L. Single Prolonged Stress as a Prospective Model for Posttraumatic Stress Disorder in Females. Front Behav Neurosci. 2019; 13: 17.
  12. Gilles Y.D., Polston E.K. Effects of social deprivation on social and depressive-like behaviors and the numbers of oxytocin expressing neurons in rats. Behav Brain Res. 2017; 328: 28–38.
  13. Ma Y.-K., Zeng P.-Y., Chu Y.-H., Lee C.-L., Cheng C.-C., Chen C.-H. et al. Lack of social touch alters anxiety-like and social behaviors in male mice. Stress. 2022; 25: 134–44.
  14. Seibenhener M.L., Wooten M.C. Use of the Open Field Maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. J. Vis Exp. 2015; e52434.
  15. Walf A.A., Frye C.A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nat Protoc. 2007; 2: 322–8.
  16. Deslauriers J., Powell S., Risbrough V.B. Immune signaling mechanisms of PTSD risk and symptom development: insights from animal models. Curr Opin Behav Sci. 2017; 14: 123–32.
  17. Newton K., Dixit V.M. Signaling in innate immunity and inflammation. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012; 4. doi: 10.1101/cshperspect.a006049
  18. Mogensen T.H. Pathogen recognition and inflammatory signaling in innate immune defenses. Clin Microbiol Rev. 2009; 22: 240–73. Table of Contents.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Определение доминантного (а) и подчиненных (б, в) самцов мышей в группе стресса по травмированности хвоста

Скачать (119KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Поведенческое фенотипирование мышей в лабиринте «Открытое поле»: а – фотография установки и репрезентативные треки контрольного и стрессированного выживотного, б – время, проведенное контрольными (пустые столбики) и стрессированными (серые столбики) животными в разных частях лабиринта, а также сравнение доминантных самцов (серые столбики) с остальными (серые столбики со штриховкой) в группе стресса. Данные представлены как среднее ± SEM. ** – p≤0,01, *** – p≤0,001 (t-тест)

Скачать (204KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поведенческое фенотипирование мышей в лабиринте «Приподнятый крестообразный лабиринт»: а – фотография установки и репрезентативные треки контрольного и стрессированного животного, б – время, проведенное контрольными (пустые столбики) и стрессированными (серые столбики) животными в разных частях лабиринта, а также сравнение доминантных самцов (серые столбики) с остальными (серые столбики со штриховкой) в группе стресса. Данные представлены как среднее ± SEM. * – p≤0,05, ** – p≤0,01 (t-тест)

Скачать (189KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Уровни экспрессии провоспалительного интерлейкина ИЛ-1β в церебральной коре мышей: а – сравнение животных из контрольной группы после транскардиальной перфузии (пустые столбики со штриховкой) и без перфузии (пустые столбики); б – сравнение животных из стрессированной группы после транскардиальной перфузии (серые столбики со штриховкой) и без перфузии (серые столбики); в – сравнение животных из контрольной (пустые столбики) и стрессированной (серые столбики) групп без перфузии; г – сравнение животныхиз контрольной (пустые столбики) и стрессированной (серые столбики) групп после транскардиальной перфузии. Данные представлены как среднее ± SEM. * – p≤0,05 (t-тест)

Скачать (132KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2023