Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ГРУМИНГА У КРЫС, ГОМОЗИГОТНЫХ ПО РАЗНЫМ АЛЛЕЛЯМ ЛОКУСА TAQ 1A DRD2 НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ЭСТРАЛЬНОГО ЦИКЛА

Ахмадеев А.В. 1 Галиева Л.Ф. 1
1 ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет Минобрнауки РФ»
Целью работы явился сравнительный анализ исследовательской деятельности и груминга на разных стадиях эстрального цикла двух субпопуляций крыс линии WAG/Rij с генетически детерминированным изменением экспрессии изоформ Д2 рецептора. Исследования проведены на двух группах половозрелых крыс с генотипами А1/А1 и А2/А2 по локусу Taq 1A DRD2. Исследовательскую деятельность крыс (всего 20, 10 с генотипом А1А1 и 10 – с А2А2) изучали в установке «открытое поле» по общепринятой методике. Стадии эстрального цикла определяли по цитологии влагалищных мазков. Результаты работы показали, у крыс с генотипом А2А2 исследовательская деятельность значимо повышена на стадии метэструс по сравнению со стадией диэструс. При этом длительность груминга значимо снижается на стадии проэструс и увеличивается на стадии эструс. У крыс с генотипом А1А1 исследовательская деятельность и груминг в динамике эстрального цикла не изменяются.
половые стероиды
дофаминергическая трансмиссия
локус Taq 1 A DRD2
1.Ахмадеев А.В., Галиева Л.Ф. Влияние половых стероидов на поведение крыс, имеющих генетически детерминированные различия в экспрессии изоформ Д2 рецептора // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 3; URL: http://www.science-education.ru/article/view?id=24590 (дата обращения: 24.05.2016).
2. Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В. Нейрофенотипические характеристики крыс, имеющих различия генотипа по локусу Taq 1A DRD2// Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9- 4. – С.772-775.
3. Леушкина, Н.Ф., Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. Исследование влияния фактора пола на поведение крыс с модификацией аллельной структуры DRD2 // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2009. – № 4. – С.14-17.
4. Dopamine D2 long receptor-deficient mice display alterations in striatum-dependent functions / Y. Wang, R. Xu, T. Sasaoka, S. Tonegawa, M.P. Kung, E.B. Sankoorikal // J Neurosci. – 2000. – V. 20(22). – P. 8305-8320.
5. Dopaminergic activation of estrogen receptors in neonatal brain alters progestin receptor expression and juvenile social play behavior / K. M. Olesen, H. M. Jessen, C.J. Auger, A.P. Auger // Endocrinology. – 2005. – V.146. – P.3705–3712.
6. Female hippocampal estrogens have a significant correlation with cyclic fluctuation of hippocampal spines / A. Kato, Y. Hojo, S. Higo, Y. Komatsuzaki, G. Murakami, H. Yoshino, M. Uebayashi, S. Kawato //Frontiers in neural circuits. – 2013. – doi: 10.3389/fncir.2013.00149.
7. Guivarc’h D., Vernier P., Vincent J. D. Sex steroid hormones change the differential distribution of the isoforms of the D2 dopamine receptor messenger RNA in the rat brain // Neuroscience. – 1995. – V. 69(1). – P. 159-166.
8. Holder M. K., Veichweg S. S., Mong J. A. Methamphetamine-enhanced female sexual motivation is dependent on dopamine and progesterone signaling in the medial amygdala // HormBehav. – 2015. – V.67. – P. 1-11.
9. Polymorphisms in human dopamine D2 receptor gene affect gene expression, splicing, and neuronal activity during working memory / Y. Zhang, A. Bertolino, L. Fazio, G. Blasi, A. Rampino, R. Romano, T. Mei-Ling Lee, A. Tao Xiao, Papp, D. Wang, W. Sadee // Journal The Proceedings of the National Academy of Sciences USA. – 2007. – V. 104(51). – P.20552-20557.
10. The ANKK1 kinase gene and psychiatric disorders / G. Ponce, R. Perez‐Gonzalez, M. T. Aragues, Palomo, R. Rodriguez‐Jimenez, M. A. Jimenez‐Arriero, J. Hoenicka // J. Neurotox. Res. – 2009. – V.16. – P. 50–59.

Результатами исследований по молекулярной генетике, выполненными как на людях, так и на экспериментальных животных, выявлена роль полиморфного локуса Taq 1A гена рецептора дофамина второго типа (DRD2) в патогенезе многих психоневрологических заболеваний. При этом показано, что наличие аллеля А1 (T>C) типично для пациентов с различными формами аддиктивных расстройств и проявлениями синдрома гиперактивности и дефицита внимания, в то время как аллель А2 (C>T) чаще встречается у больных шизофренией и страдающих обcессивно-компульсивными расстройствами [10].

Исследование ориентировочно-исследовательского поведения гомозиготных крыс по локусу Taq 1ADRD2 выявило ассоциацию генотипа А11 с активной, а генотипа А22 – пассивной стратегией поведения; а также наличие половых различий в группах гомозиготных крыс. Активность самок крыс обеих групп выше, чем самцов, но у крыс с генотипом А11 эти различия более выражены и имеют место со стороны большего числа параметров [2]. Эти данные указали на роль фактора пола в формировании поведенческих реакций животных и на необходимость изучения влияния на поведение половых стероидов.

Целью работы явился сравнительный анализ исследовательской деятельности и груминга на разных стадиях эстрального цикла двух субпопуляций крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа локуса Taq 1A DRD2.

Материал и методы исследования

Исследования проведены на двух группах половозрелых крыс линии WAG/Rijс генотипами А11 и А22 по локусу Taq 1A DRD2 с массой тела 250-320 г. Более подробно данные о крысах, условиях их содержания, генотипировании локуса и выполненном эксперименте приведены в работе [1]. К настоящему времени две группы крыс линии WAG/Rij, имеющих генотипы А11 и А22 по локусу Taq 1A DRD2, прошли более 30 поколений. Поведение крыс (всего 20, 10 крыс с генотипом А11 и 10 крыс с генотипом А22) изучали в установке «квадратное открытое поле» по общепринятой методике. Исследовательскую деятельность оценивали по количеству вертикальных стоек в центре и периферии поля, сумма этих двух показателей определяла общую исследовательскую деятельность. Регистрировали количество эпизодов груминга и его общую продолжительность. Стадии эстрального цикла определяли по цитологии влагалищных мазков непосредственно перед регистрацией поведения крыс. Полученные результаты систематизировали по стадиям эстрального цикла и подвергали статистической обработке с помощью пакета программ “Statistica 6”.

Результаты исследования и их обсуждение

Количество стоек на разных стадиях эстрального цикла (ЭЦ): диэструс (Д), проэструс (П), эструс (Э) и метэструс (М), отражающее выраженность исследовательской деятельности крыс с генотипом А11, приведено в табл. 1.

Таблица 1

Показатели исследовательской деятельности крыс с генотипом А11 в открытом поле на разных стадиях эстрального цикла (M+m)

Кол-во стоек

Стадии ЭЦ и результаты сравнения численных характеристик вертикальных стоек

Д

p

П

p

Э

p

М

p

Д

общ

12,40

+3,44

>0,05

18,30

+3,73

>0,05

17,70

+3,26

>0,05

16,50

+3,66

>0,05

12,40

+3,44

центр

1,20

+0,75

>0,05

2,00

+0,80

>0,05

2,60

+0,94

>0,05

0,70

+0,30

>0,05

1,20

+0,75

периф

11,20

+3,05

>0,05

16,70

+3,31

>0,05

15,10

+3,01

>0,05

15,80

+3,47

>0,05

11,20

+3,05

Данные табл. 1 показывают, что общее количество вертикальных стоек повышается на стадии проэструс по сравнению со стадией диэструс, несколько снижается на стадиях эструс и метэструс, и возвращается к исходному уровню на стадии диэструс. Все различия являются статистически незначимыми (p>0,05).

Изменения в характеристиках груминга у крыс с генотипом А11 отражены в табл.2.

Таблица 2

Количество эпизодов и общая продолжительность груминга у крыс с генотипом А11 в открытом поле на разных стадиях эстрального цикла (M+m)

Параметры

Стадии ЭЦ и результаты сравнения численных характеристик груминга

Д

p

П

p

Э

p

М

p

Д

Кол-во эпизодов

2,20

+0,38

>0,05

2,80

+0,49

>0,05

2,19

+0,60

>0,05

3,20

+0,80

>0,05

2,20

+0,38

длительность

10,00

+2,66

>0,05

12,60

+2,44

>0,05

9,60

+1,95

>0,05

11,90

+2,83

>0,05

10,00

+2,66

Приведенные в табл. 2 данные свидетельствуют о том, что характеристики груминга (количество его эпизодов и общая длительность) изменяются параллельно друг другу, общая длительность увеличивается на стадии проэструс, снижается на стадии эструс и достигает наибольшей величины на стадии метэструс. Однако сравнение показателей не выявляет статистически значимых различий (p>0,05).

Результаты регистрации исследовательской деятельности крыс с генотипом А22 приведены в табл. 3.

Таблица 3

Показатели исследовательской деятельности крыс с генотипом А22 в открытом поле на разных стадиях эстрального цикла (M+m)

Кол-во стоек

Стадии ЭЦ и результаты сравнения численных характеристик вертикальных стоек

Д

p

П

p

Э

p

М

p

Д

общ

7,30

+1,51

>0,05

8,20

+1,06

>0,05

11,20

+1,32

>0,05

14,80

+1,32

<0,05

7,30

+1,51

центр

1,20

+0,75

>0,05

0,80

+0,29

>0,05

0,70

+0,30

>0,05

1,60

+0,45

>0,05

1,20

+0,75

периф

6,10

+1,15

>0,05

7,40

+0,83

>0,05

10,40

+1,36

>0,05

12,90

+1,20

<0,05

6,10

+1,15

Данные табл. 3 показывают, что общее количество вертикальных стоек последовательно по стадиям цикла (проэструс, эструс и метэструс) увеличивается, достигая максимума на стадии метэструс. На стадии метэструс общее количество стоек значимо больше, чем на стадии диэструс (p<0,05). Стойки крысы совершают преимущественно на периферии поля (p<0,05).

Результаты регистрации характеристик груминга у крыс с генотипом А22 приведены в табл. 4.

Таблица 4

Количество эпизодов и общая продолжительность груминга у крыс с генотипом А22 в открытом поле на разных стадиях эстрального цикла (M+m)

Параметры

Стадии ЭЦ и результаты сравнения численных характеристик груминга

Д

p

П

p

Э

p

М

p

Д

Кол-во эпизодов

2,40

+0,47

>0,05

+1,40

0,26

>0,05

2,80

+0,89

>0,05

1,40

+0,31

<0,05

2,40

+0,47

длительность

8,60

+1,85

<0,05

2,90

+0,72

<0,05

10,70

+3,26

>0,05

7,00

+1,51

>0,05

8,60

+1,85

Приведенные в табл. 4 показывают, что изменения в количестве эпизодов груминга не достоверны (p>0,05). Общая длительность груминга значимо снижается на стадии проэструс по сравнению со стадией диэструс (p<0,05), а затем значимо повышается на стадии эструс (p<0,05).

Выводы

Итак, сравнительный анализ показателей исследовательской деятельности крыс с генотипами А11 и А22 выявил следующие особенности:

  1. У крыс с генотипом А22 исследовательская деятельность изменяется в динамике ЭЦ - количество вертикальных стоек, максимальное на стадии метэструс значимо снижается на стадии диэструс. У крыс с генотипом А11 достоверные различия в количестве стоек на разных стадиях цикла отсутствуют;
  2. Характеристики груминга у крыс с генотипом А11 в динамике ЭЦ не изменяются. У крыс с генотипом А22 длительность груминга значимо снижается на стадии проэструс и увеличивается на стадии эструс.

Выявленные особенности могут быть объяснены различиями механизмов влияния половых стероидов на разные изоформы Д2 рецептора. У крыс с генотипом А11 согласно данным молекулярной генетики снижена экспрессия короткой изоформы Д2 рецептора [9], выполняющей функции ауторецептора. Поскольку снижение экспрессии одной из изоформ рецептора сопровождается повышением экспрессии другой [7], есть основание полагать, что у крыс с генотипом А11 повышена экспрессия длинной изоформы. Наоборот, у крыс с генотипом А22, вероятно, повышена экспрессия короткой изоформы. Основанием для подобного предположения являются результаты авторов [4], изучавших поведение D2L-/- мышей, у которых с помощью генетических технологий (gene-targetingtechnology) было выполнено удаление участка гена, ответственного за экспрессию длинной изоформы рецептора. Авторы показали, что D2L-/- мыши (у которых сохранялась экспрессия только D2S, и она была повышена) демонстрировали пассивную стратегию поведения, которая выявлена и у крыс с генотипом А22[2].

У самок крыс с генотипом А22 динамика изменений поведенческих реакций на разных стадиях эстрального цикла отлична от крыс с генотипом А11. У крыс с генотипом А11 исследовательская деятельность повышается только на стадии проэструс (т.е. под влиянием эстрадиола и притом незначимо) и затем находится на одном уровне, не меняясь на других стадиях цикла. У крыс с генотипом А22 исследовательская деятельность возрастает до стадии метэструс, на которой изменения достигают значимых величин по сравнению со стадией диэструс. Это указывает на то, что у крыс с генотипом А22 большее влияние на изменение поведения оказывает прогестерон, содержание которого в плазме крови достигает пиковых значений на стадии метэструс [6]. Прогестерон повышает содержание катехоламинов в нервной ткани и экспрессию дофаминовых рецепторов [8], активируя на лютеиновой фазе цикла разные формы мотивационного поведения, включая пищевое, антиконфликтное, исследовательское и половое, снижает уровень тревожности.

Выявленные в работе особенности поведения крыс, гомозиготных по разным аллелям локуса Taq 1A DRD2, могут быть детерминированы в периоде половой дифференциации мозга, в котором происходят сложные взаимовлияния половых стероидов и катехоламинов. Исследованиями последних лет уточнены механизмы вовлечения дофамина в процессы половой дифференциации мозга. Показано, что дофамин в периоде половой дифференциации мозга может регулировать экспрессию рецепторов половых стероидов лиганд-независимым путем [5], внося тем самым изменения в ход половой дифференциации мозга.

Эти данные показывают, что полиморфный локус Taq 1A DRD2, оказывающий влияние на экспрессию изоформ Д2 рецептора и, следовательно, предопределяющий изменения в дофаминергической трансмиссии, может включаться в процессы половой дифференциации мозга. Генетически детерминированные различия в содержании дофамина у крыс вариантами полиморфного локуса Taq 1A DRD2 способны предопределить особенности его влияния на экспрессию рецепторов половых стероидов и взаимодействия половых стероидов с изоформами Д2 рецептора.

Работа выполнена при финансовой поддержке базовой части Госзадания Министерства образования и науки РФ, тема 1442.


Библиографическая ссылка

Ахмадеев А.В., Галиева Л.Ф. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ГРУМИНГА У КРЫС, ГОМОЗИГОТНЫХ ПО РАЗНЫМ АЛЛЕЛЯМ ЛОКУСА TAQ 1A DRD2 НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ЭСТРАЛЬНОГО ЦИКЛА // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=24812 (дата обращения: 22.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074