![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Исследования биологических основ патологической тревожности до сих пор не увенчались успехом. Молекулярные механизмы развития данной патологии остаются белым пятном на клеточном и физиологическом уровнях. Исследования с привлечением пациентов не дают чёткой картины, поскольку являются ассоциативными исследованиями генотипа или биохимических показателей крови. При этом мы не знаем, что на самом деле происходит в отделах/клетках мозга пациента. На настоящий момент использование моделей животных позволяет исследовать молекулярные механизмы, имеющие место при развитии патологической тревожности. Инбредные линии лабораторных животных (в основном мышей) используют как оппозитные пары «контроль-опыт» во многих исследованиях и при тестированиях потенциальных лекарственных препаратов. Для таких линий проводились выборочные сравнения отдельных параметров: поведенческие тесты, биохимия, физиологические параметры. Однако до сих пор не существует полноценного сравнения и стандартизации межлинейных отличий, которое позволило бы ясно представлять применимость каждой из линий для конкретных задач и моделей. Целью данного проекта является поиск молекулярных основ различий в поведении трёх линий лабораторных животных (мыши) для предсказания молекулярных механизмов формирования патологической тревожности. В ходе выполнения проекта будут определены поведенческие характеристики, дифференцирующие три наиболее востребованные инбредные линии мышей (Balb/C, C57BL, DBA); будут получены данные транскриптомов, протеомов и биохимии (нейрохимии) отделов мозга и эндокринных органов трёх линий мышей. Для полученных данных будет проведено сравнение и выявлены дифференциально экспрессирующиеся гены/белки, а также различия в концентрации нейромедиаторов по тканям/органам. Будет проведена визуализация и аннотация данных с использованием схем сигнальных путей. Запланированная нами объективная масштабная систематизация данных по линиям мышей не имеет аналогов и в дальнейшем позволит исследовать различные поведенческие паттерны, а также более эффективно проводить скрининг на лекарства с потенциальными анксиолитическими свойствами.
Studies of the biological foundations of pathological anxiety have not yet been successful. The molecular mechanisms of development of this pathology remain a blank spot at the cellular and physiological levels. Studies involving patients do not give a clear picture, since they are associative studies of the genotype or biochemical parameters of blood. However, we do not know what actually happens in the departments / cells of the patient’s brain. At the moment, the use of animal models allows us to study the molecular mechanisms that occur during the development of pathological anxiety. Inbred lines of laboratory animals (mainly mice) are used as opposed control-experience pairs in many studies and when testing potential drugs. For such lines, selective comparisons of individual parameters were carried out: behavioral tests, biochemistry, physiological parameters. However, until now there is no full-fledged comparison and standardization of interlinear differences that would allow a clear idea of the applicability of each of the lines for specific tasks and models. The aim of this project is to search for the molecular basis of differences in the behavior of three lines of laboratory animals (mice) to predict the molecular mechanisms of the formation of pathological anxiety. During the project, behavioral characteristics will be determined that differentiate the three most popular inbred mouse lines (Balb/C, C57BL, DBA); Transcriptomes, proteomes and biochemistry (neurochemistry) of the brain and endocrine organs of the three mouse lines will be obtained. For the data obtained, a comparison will be made and differentially expressed genes / proteins will be revealed, as well as differences in the concentration of neurotransmitters in tissues / organs. Data will be visualized and annotated using signal path schemes. The objective, objective, large-scale systematization of data on mouse lines that we planned has no analogues and will subsequently allow us to study various behavioral patterns, as well as to more effectively screen for drugs with potential anxiolytic properties.
Будут определены поведенческие характеристики, дифференцирующие 3 линии мышей (Balb/C, C57BL, DBA). Будут получены данные транскриптомов, протеомов и биохимии (нейрохимии) отделов мозга и эндокринных органов трёх линий мышей. Для полученных данных будет проведено сравнение и выявлены дифференциально экспрессирующиеся гены/белки, а также различия в концентрации нейромедиаторов по тканям/органам. Будет проведена визуализация данных с использованием схем сигнальных путей.
Руководитель проекта имеет большой опыт работы с РНК, опыт получения кДНК, опыт по анализу экспрессии и установлению структуры генов, в том числе экспрессии в различных опухолях и при кожных заболеваниях. Большинство членов коллектива также обладают необходимым опытом для анализа транскрипционной активности генов. У руководителя и членов коллектива есть опыт работы с нанопоровыми технологиями сиквенирования. Проводятся исследования по дифференциальной экспрессии генов в группах модельных животных (крысы): подвергшихся действию исследуемых препаратов и контрольной группе, а также тканеспецифичность такой экспрессии. Имеется большой опыт построения и анализа схем сигнальных путей межмолекулярных взаимодействий.
В целом, ожидаемые результаты позволят выявить молекулярные основы некоторых поведенческих реакций. Это откроет новые возможности для проведения молекулярно-генетических ассоциативных исследований с привлечением пациентов с психическими нарушениями, а также позволит предсказать потенциальные мишени для новых лекарственных средств.
«Талант и успех» | Координатор |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 27 декабря 2019 г.-3 сентября 2020 г. | Масштабные молекулярные исследования трёх инбредных линий мышей с различными паттернами поведения, первый этап |
Результаты этапа: В ходе выполнения первого этапа закончен анализ поведения трёх линий мышей: C57BL/6NCrl, BALB/cAnNCrl и CBA/CaCrl. Первичный анализ паттернов поведения показал, что мыши линии BALB/С выбирали более пассивную стратегию поведения по сравнению с животными линии C57BL/6 и СВА в тестах открытого поля и неизбегаемого плавания. Однако в тесте приподнятого крестообразного лабиринта нами наблюдались статистически значимые половые различия в поведении самцов и самок – в случае самок BALB/С профиль поведения был ожидаемо тревожным, в то время как самцы продемонстрировали высокий уровень ориентировочной и двигательной активности, у мышей линии C57BL наоборот - самки продемонстрировали более низкий уровень тревоги, чем самцы. Межполовые различия поведения внутри линий, обнаруженные нами в тестах, свидетельствуют об обоснованности учёта и этого фактора в дальнейших исследованиях. По окончании поведенческих экспериментов получены коллекции отделов мозга исследованных животных. Коллекция подготовлена для получения данных траскриптомов, протеомов и биохимических маркеров. Получены данные транскриптомов 18 образцов методом нанопорового секвенирования. Ведётся биоинформатическая обработка данных. За первый этап проекта подготовлено 3 лекции для школьников и 1 миникурс для студентов, подано в печать 2 аналитических обзора. | ||
2 | 23 ноября 2020 г.-25 октября 2021 г. | Масштабные молекулярные исследования трёх инбредных линий мышей с различными паттернами поведения, второй этап |
Результаты этапа: Целью данного проекта являлся поиск молекулярных основ различий в поведении трёх линий лабораторных животных (мыши) для предсказания молекулярных механизмов формирования патологической тревожности и других заболеваний ЦНС. В ходе выполнения работ, нами показано, что мыши линии BALB/С выбирали более пассивную стратегию поведения по сравнению с животными линии C57BL/6 и СВА в тестах открытого поля и с животными линии C57BL/6 в тесте неизбегаемого плавания. Однако в тесте приподнятого крестообразного лабиринта нами наблюдались статистически значимые половые различия в поведении самцов и самок – в случае самок профиль поведения был ожидаемо тревожным, в то время как самцы продемонстрировали высокий уровень ориентировочной и двигательной активности. Межполовые различия поведения внутри линий, обнаруженные нами в тестах, свидетельствуют об обоснованности учёта и этого фактора в дальнейших исследованиях. С использованием метода нанопорового секвенирования, в гиппокампе и гипоталамусе мышей 3х линий нами было описано достаточно большое количество вариантов изоформ и различных вариантов альтернативного сплайсинга в генах, аннотированных не только к высшим нервным функциям, но и к структурной организации цистоскелета, транспорта и другим, от которых зависит формирование нейросети, качество и скорость нейронных связей. На протеомном уровне показано, что подавляющее количество различий обнаруживается у белков, принадлежащих к геморфиновой группе пептидов, производных гемоглобина и имеющих пероксидазную активность. Также представляются очень важными сопутствующие отличия в митохондриальных белках и белках, вовлечённых в формирование цитоскелета и нейрогенез. Учитывая то, что все больше наблюдений указывает на митохондриальную дисфункцию, накопление железа, окислительное повреждение и хроническое воспаление как на общие патогномоничные признаки ряда нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона, боковой амиотрофический склероз, рассеяный склероз, атаксию Фридриха и болезнь Паркинсона и др., полученные результаты представляют большой интерес и требуют дальнейшего изучения. Полученные нами результаты расширяют область понимания молекулярно-генетических основ функционирования мозга и позволяют предположить определенные функциональной дивергенции, которые могут лежать в основе важных половых, физиологических и, как следствие, поведенческих различий между исследуемыми линиями. С целью освещения и популяризации промежуточных результатов полученных в рамках проекта 19-34-51045, члены исследовательской группы приняли участие в ряде мероприятий, включая выступления на конференциях: 1. Молекулярные исследования трёх инбредных линий мышей с различными уровнями тревожного поведения (Устный) Авторы: Климов Е.А., Рудько О.И., Наумова Е.А., Третьяков А.В., Кокаева З.Г., Федосова А.С., Лукина А.В. Отчётная конференция по проектам РФФИ «Научное Наставничество», Научно-технологический Университет «Сириус», Россия, 29 апреля 2021. Докладчик Климов Е.А. 2. Регуляторные пути патологической тревоги – роль холецистокининергической системы (Устный) Автор: Рудько ОИ. Ежегодная научная конференция "Ломоносовские чтения", секция «Биология», МГУ им М.В.Ломоносова, Москва, Россия, 20 апреля 2021. Докладчик Рудько О.И. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".