Генотоксический эффект действия иммобилизации и феромонального стрессора в соматических и половых клетках самцов мышей Mus musculus L.
- Авторы: Щербинина В.Д.1, Петрова М.В.2, Глинин Т.С.1, Даев Е.В.1,3
-
Учреждения:
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
- Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
- Выпуск: Том 19, № 2 (2021)
- Страницы: 169-179
- Раздел: Генетическая токсикология
- Статья получена: 19.04.2021
- Статья одобрена: 11.06.2021
- Статья опубликована: 27.07.2021
- URL: https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/65208
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen65208
- ID: 65208
Цитировать
Аннотация
Введение. Различные стрессоры нарушают целостность генома клеток животных, однако механизмы такого действия остаются недостаточно исследованными.
Материалы и методы. На самцах мышей линий CBA и CD-1 изучали влияние стрессоров, дезинтегрирующее геном в клетках костного мозга и семенников. В качестве действующих факторов использовали иммобилизацию и стресс-феромон 2,5-диметилпиразин.
Результаты. С помощью теста ДНК-комет было показано, что как иммобилизация, так и феромональный стрессор увеличивают частоту поврежденных клеток. Эффект выявлен как в клетках костного мозга, так и, впервые, в клетках семенников. Достоверных различий в действии стрессоров не выявлено.
Заключение. Рассматриваются возможные механизмы выявленных эффектов и роль стрессоров в микроэволюционных преобразованиях.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Вероника Дмитриевна Щербинина
Санкт-Петербургский государственный университет
Email: sherbinina.veronika2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4813-736X
бакалавр, магистрант
Россия, Санкт-ПетербургМарина Викторовна Петрова
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Email: mizopsilofit@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4385-7509
канд. биол. наук
Россия, МоскваТимофей Сергеевич Глинин
Санкт-Петербургский государственный университет
Email: t.glinin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0550-741X
SPIN-код: 2549-2759
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Владиславович Даев
Санкт-Петербургский государственный университет; Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: mouse_gene@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2036-6790
д-р биол. наук
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургСписок литературы
- Selye H. The physiology and pathology of exposure to stress. Montreal: Acta Med. Publ., 1950. 203 p.
- Chitty D. Population processes in the vole and their relevance to general theory // Can J Zool. 1960. Vol. 38. No. 1. P. 99–113. doi: 10.1139/z60-011
- Hoffmann A.A., Hercus M.J. Environmental stress as an evolutionary force // BioScience. 2000. Vol. 50. No. 3. P. 217. doi: 10.1641/0006-3568(2000)050[0217:ESAAEF]2.3.CO;2
- Daev E.V. Genetic aspects of stress neuroendocrinology. In: Neuroendocrinology research developments. Penkava N.S., Haight L.R., editors. NY: Nova Science Publishers, 2010. P. 119–133.
- Zhou P., Lian H.Y., Cui W., et al. Maternal-restraint stress increases oocyte aneuploidy by impairing metaphase I spindle assembly and reducing spindle assembly checkpoint proteins in mice // Biol Reprod. 2012. Vol. 86. No. 3. P. 83. doi: 10.1095/biolreprod.111.095281
- Selye H. A syndrome produced by diverse nocuous agents. 1936 // J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 1998. Vol. 10. No. 2. P. 230–231. doi: 10.1176/jnp.10.2.230a
- Owusu-Ansah E., Perrimon N. Stress signaling between organs in metazoan // Annu Rev Cell Dev Biol. 2015. Vol. 31. P. 497–522. doi: 10.1146/annurev-cellbio-100814-125523
- Даев Е.В. О стрессе, хемокоммуникации у мышей и физиологической гипотезе мутационного процесса // Генетика. 2007. Т. 43, № 10. С. 1082–1092. doi: 10.1134/s102279540710002x
- Dayas C.V., Buller K.M., Crane J.W., et al. Stressor categorization: acute physical and psychological stressors elicit distinctive recruitment patterns in the amygdala and in medullary noradrenergic cell groups // Eur J Neurosci. 2001. Vol. 14. No. 7. P. 1143–1152. doi: 10.1046/j.0953-816x.2001.01733.x
- Bowers S.L., Bilbo S.D., Dhabhar F.S., Nelson R.J. Stressor-specific alterations in corticosterone and immune responses in mice // Brain Behav Immun. 2008. Vol. 22. No. 1. P. 105–113. doi: 10.1016/j.bbi.2007.07.012
- Novotny M., Jemiolo B., Harvey S., et al. Adrenal-mediated endogenous metabolites inhibit puberty in female mice // Science. 1986. Vol. 231. No. 4739. P. 722–725. doi: 10.1126/science.3945805
- Koyama S. Primer effects by conspecific odors in house mice: a new perspective in the study of primer effects on reproductive activities // Horm Behav. 2004. Vol. 46. No. 3. P. 303–310. doi: 10.1016/j.yhbeh.2004.03.002
- Даев Е.В., Воробьев К.В., Шустова Т.И., и др. Генотипоспецифические изменения некоторых функциональных показателей иммунокомпетентных клеток у самцов лабораторных мышей в условиях феромонального стресса // Генетика. 2000. Т. 36, № 8. С. 1055–1060.
- Глинин Т.С. Пути стабилизации и дестабилизации генома клеток костного мозга мыши при действии ольфакторных хемосигналов: дис. … канд. биол. наук. СПб., 2018. 175 с.
- Дюжикова Н.А., Даев Е.В. Геном и стресс-реакция у животных и человека // Экологическая генетика. 2018. Т. 16, № 1. С. 4–26. doi: 10.17816/ecogen1614-26
- Dobrzyńska M.M. The effects in mice of combined treatments to X-rays and antineoplastic drugs in the Comet assay // Toxicology. 2005. Vol. 207. No. 2. P. 331–338. doi: 10.1016/j.tox.2004.10.002
- Higashimoto M., Isoyama N., Ishibashi S., et al. Preventive effects of metallothionein against DNA and lipid metabolic damages in dyslipidemic mice under repeated mild stress // J Med Invest. 2013. Vol. 60. No. 3–4. P. 240–248. doi: 10.2152/jmi.60.240
- Дурнев А.Д., Жанатаев А.К., Анисина Е.А., и др. Применение метода щелочного гель-электрофореза изолированных клеток для оценки генотоксических свойств природных и синтетических соединений: методические рекомендации: М.: 2006. 27 с.
- Fischman H.K., Pero R.W., Kelly D.D. Psychogenic stress induces chromosomal and DNA damage // Int J Neurosci. 1996. Vol. 84. No. 1–4. P. 219–227. doi: 10.3109/00207459608987267.
- El-Refaiy A.I., El-Desouki N.I., Abdel-Azeem H., Elbaely M.M. Cytogenetical study on the Effect of Immobilization Stress on Albino Rat and the Ameliorative Role of Diazepam // Current Science International. 2017. Vol. 6. No. 4. P. 900–907.
- Malvandi A.M., Haddad F., Moghimi A. Acute restraint stress increases the frequency of vinblastine-induced micronuclei in mouse bone marrow cells // Stress. 2010. Vol. 13. No. 3. P. 276–280. doi: 10.3109/10253890903296710
- Hara M.R., Kovacs J.J., Whalen E.J., et al. A stress response pathway regulates DNA damage through β2-adrenoreceptors and β-arrestin-1 // Nature. 2011. Vol. 477. No. 7364. P. 349–353. doi: 10.1038/nature10368
- Mikhailov V.M., Vezhenkova I.V. Double-strand breaks of DNA of C57BL and mdx mouse cardiomyocytes after dynamic stress // Cell Tiss Biol. 2007. Vol. 1. P. 328–333. doi: 10.1134/S1990519X07040049
- Aguilera A., García-Muse T. Causes of genome instability // Annu Rev Genet. 2013. Vol. 47. P. 1–32. doi: 10.1146/annurev-genet-111212-133232
- Даев Е.В., Дукельская А.В. Индукция аномалий спермиевых головок у половозрелых самцов мышей линии СВА феромоном самок мышей-2,5-диметилпиразином // Генетика. 2003. Т. 39, № 7. С. 969–974. doi: 10.1023/A:1024709321888
- Даев Е.В., Дукельская А.В. Феромональная индукция мейотических нарушений в сперматоцитах I как механизм угнетения репродуктивной функции самцов у домовой мыши // Цитология. 2005. Т. 47, № 6. С. 505–509.
- Даев Е.В., Петрова М.В., Онопа Л.С., и др. Повреждение ДНК в клетках костного мозга самцов мышей in vivo после феромонального воздействия методом ДНК-комет // Генетика. 2017. Т. 53, № 10. C. 1105–1112. doi: 10.1134/s1022795417100027
- Jemiolo B., Novotny M. Inhibition of sexual maturation in juvenile female and male mice by a chemosignal of female origin // Physiol Behav. 1994. Vol. 55. No. 3. P. 519–522. doi: 10.1016/0031-9384(94)90110-4
- Бородин П.М., Беляев Д.К. Влияние стресса на частоту кроссинговера во 2-й хромосоме домовой мыши // Доклады АН СССР. 1980. Т. 253, № 3. С. 727–729.
- Бородин П.М., Беляев Д.К. Влияние эмоционального стресса на частоту рекомбинаций в 1-й хромосоме домовой мыши // Доклады АН СССР. 1986. Т. 286, № 3. С. 726–728.
- Лобашев М.Е. Физиологическая (паранекротическая) гипотеза мутационного процесса // Вестник Ленинградского университета. 1947. № 8. С. 10–29
- Маркель А.Л. Поведение, стресс и эволюция // Философия науки. 2013. Т. 56, № 1. С. 140–152.
- Hodes G.E., Pfau M.L., Leboeuf M., et al. Individual differences in the peripheral immune system promote resilience versus susceptibility to social stress // PNAS USA. 2014. Vol. 111. No. 45. P. 16136–16141. doi: 10.1073/pnas.1415191111
- Jiang W., Li Y., Wei W., et al. Spleen contributes to restraint stress induced hepatocellular carcinoma progression // Int Immunopharmacol. 2020. Vol. 83. 106420. doi: 10.1016/j.intimp.2020.106420
- Acevedo-Whitehouse K., Duffus A.L. Effects of environmental change on wildlife health // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009. Vol. 364. No. 1534. P. 3429–3438. doi: 10.1098/rstb.2009.0128
- Brown R.E. Mammalian Social Odors: A Critical Review // Adv Study Behav. 1979. Vol. 10. P. 104–143. doi: 10.1016/S0065-3454(08)60094-7
- Brennan P.A., Kendrick K.M. Mammalian social odours: attraction and individual recognition // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2006. Vol. 361. No. 1476. P. 2061–2078. doi: 10.1098/rstb.2006.1931