Ученые из Научно-исследовательского института физиологии и фундаментальной медицины выяснили, что аминокислотная замена у мышей линии Q31L приводит к формированию обсессивно-компульсивного поведения.​ 

 
Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) — психоневрологическое расстройство, которое приводит к ограничению социальной адаптации. ОКР характеризуется наличием повторяющихся навязчивых мыслей обсессий, которые вторгаются в сознание человека и мешают ему жить полноценной жизнью. Основные патофизиологические механизмы до сих пор неизвестны. Для того чтобы разобраться в сути патогенеза этого заболевания, ученые исследуют полученные на лабораторных животных модели данного заболевания. 
 
В процессе развития организма особую роль играет ген DISC1. Он вовлечен в очень большой спектр биологических, биохимических процессов; а также важен для развития соединений синапсов и построения связей между нейронами в головном мозге, то есть принимает участие в функционировании центральной нервной системы (ЦНС). 

 
​«Мутации в гене DISC1 ассоциируются с развитием у людей клинической депрессии, биполярного расстройства, а также шизофрении, одним из аспектов которой зачастую является обсессивно-компульсивное поведение», — говорит заведующая лабораторией экспериментальных моделей патологии когниции и эмоций НИИФФМ, ведущий научный сотрудник PhD Елена Николаевна Кожевникова
 
Ранее было показано, что мыши с изменениями в гене DISC1 проявляют поведение, подобное обсессивно-компульсивному. Для того чтобы разобраться в механизмах развития ОКР, ученые используют модели этого заболевания, полученные на лабораторных животных. Так, исследование проводилось на мышах специально выведенных линий L100P и Q31L, взятых из Биологической коллекции генетических биомоделей нейропсихических заболеваний НИИФФМ. Животные изначально имели точечную мутацию (замена одного нуклеотида) во втором экзоне гена DISC1. При этом Q31L — это лабораторные мыши, у которых смоделировано депрессивноподобное состояние, а L100P — общепризнанная генетическая модель шизофрении. 

 
«Общепринятая — это значит, что она воспроизводит признаки, которые характерны для шизофреноподобного состояния. Есть целый ряд тестов, на основании которых можно сделать вывод, что мыши ведут себя так же, как и пациент с расстройствами», — говорит заместитель директора по научной работе НИИФФМ доцент, доктор биологических наук Тамара Геннадьевна Амстиславская
 
Известно, что за регуляцию поведения, связанного с эмоциональными процессами, отвечает серотонинергическая система. Ученых заинтересовало, каким образом проявляется обсессивно-компульсивное поведение: с вовлечением серотониновой системы или без нее. 

 
​«Ранее доктор биологических наук Татьяна Викторовна Липина в своих исследованиях обнаружила, что у мышей линии Q31L уровень серотонина в прилежащем ядре мозга существенно ниже, чем у мышей дикого типа, то есть без точечных мутаций в гене, — говорит Тамара Амстиславская. — Тогда мы решили применить на линии Q31L предшественник серотонина 5-НТР, тем самым повысив его уровень, и проследить, как будет меняться поведение испытуемых мышей». 

 
После введения 5-НТР за реакцией животных внимательно наблюдали. Для этого использовали специальные поведенческие тесты: «Закапывание шариков» и «Открытое поле». Последний характеризует двигательную и исследовательскую активности лабораторного животного. «Поле» представляет собой открытую площадку, расположенную внутри прозрачного ящика, куда помещается мышь. Обладая каким-либо уровнем тревожности, который повышается в этой новой для нее ситуации, животное сначала прячется и жмется к стенкам ящика, а потом начинает проявлять интерес к окружающему. Чем больше времени мышь проводит в середине площадки, на открытом пространстве, тем меньше уровень ее тревожности. 

 
​«Еще одна диагностика — тест с закапыванием шариков. В ходе теста в клетку насыпают толстый слой подстила — как правило, это опилки — и выкладывают на него 15—20 небольших стеклянных шариков, — говорит Елена Кожевникова. — В случае если животное проявляет аномальную активность в отношении шариков и закапывает почти все шарики в течение получаса, то говорят о поведении, подобном обсессивно-компульсивному». В тесте процесс закапывания шариков становится мерой стереотипного поведения животных. Если у лабораторной мыши компульсивное поведение, то это говорит о наличии у нее компульсивного состояния. В данном случае она находит объект и не может не среагировать, ей обязательно нужно что-то закопать. Также в исследовании ученые использовали группу мышей дикого типа (контрольный тип WT), которые были без точечных мутаций в гене. Для них были проведены те же тесты. Это сделано для того, чтобы можно было посмотреть, как предшественник серотонина будет влиять на поведение организма без генетических изменений. ​
 
Самцы линии Q31L закапывали существенно больше шариков, чем самцы контрольной̆ линии WT. После инъекции 5-НТР (при повышении уровня серотонина) их тревожность снизилась, и произошло ослабление поведения, подобного обсессивно-компульсивному. Таким образом, исследователи поняли, что поведение, подобное ОКР, у мышей линии Q31L вызвано сниженным уровнем серотонина. 
 
Ученые предполагают, что ОКР может быть вызвано тем, что нарушается взаимодействие DISC1 с рядом белков-партнеров: APP (предшественник амилоида), PDE-4B (фосфодиэстераза), GSK-3 (гликогенсинтаза-киназа-3). 

 
​«Наибольший интерес представляет гликогенсинтаза-киназа-3, поскольку точечная мутация Q31L затрагивает сайт взаимодействия DISC1 именно с этим белком. GSK-3 вовлечена в патогенез распространенных заболеваний, включая диабет II типа, воспаление, злокачественные трансформации, болезнь Альцгеймера и биполярное расстройство», — поясняет Елена Кожевникова. 
 
Теоретически GSK-3 могла бы стать одной из возможных мишеней для подбора лекарственных препаратов для борьбы с ОКР у людей. Однако тут следует понимать, что обсессивно-компульсивное расстройство зависит от множества разных факторов. Эти заболевания клинически гетерогенны и этиологически сложны, поэтому нужно изучать весь спектр различных взаимодействий и продолжать ставить эксперименты. 
 
Анастасия Федотова 
 
Фото Александры Федосеевой 

Похожие новости

  • 06/02/2020

    В Институте почвоведения и агрохимии СО РАН прошла экскурсия для студентов НГАУ

    ​4 февраля 2020 года в рамках недели науки магистранты агрономического факультета под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора Галеевой Любови Павловны приняли участие в научной экскурсии в лаборатории Института почвоведения и агрохимии СО РАН.
    766
  • 19/02/2019

    Академический час для школьников: удивительные растения ЦСБС СО РАН

    ​19 февраля в 15.00 в Выставочном центре СО РАН состоится лекция кандидата биологических наук Анастасии Петровны Белановой (ЦСБС СО РАН) «Удивительные растения в дендрарии Центрального сибирского ботанического сада» для школьников 6-8 классов.
    1164
  • 19/10/2018

    Картофель: когда Россия избавится от импортозависимости по семенам?

    Картофель - "второй хлеб", без которого сибиряк долго прожить не сможет. Обязательно соскучится. Но почему уже с февраля на прилавках магазинов лежит не свой, а египетский? Сейчас, осенью, собрав урожай, сибиряки часть закладывают на семена для будущего года.
    1342
  • 04/06/2020

    В Новосибирской области будет создан аграрный научно-образовательный центр

    Актуальные вопросы разработки необходимых мер по организации аграрного научно-образовательного центра (АгроНОЦ) в регионе, взаимодействия аграрной науки, бизнеса и агропромышленного комплекса были рассмотрены 2 июня на выездном совещании под руководством заместителя Губернатора Вячеслава Ярманова.
    1014
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    4797
  • 26/08/2020

    Учёные собрали под Норильском 69 видов растений для исследований на тяжелые металлы

    ​Участники Большой норильской экспедиции собрали образцы 69 видов растений для лабораторных исследований. Об этом сообщил ТАСС старший научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) Игорь Махатков.
    475
  • 06/04/2021

    Онлайн-трансляция семинара ФИЦ ИВТ «Информационные технологии»

    ​Методы автоматического анализа термограмм для скрининга рака молочной железы. Семинар: Информационные технологии Начало заседания: 14:35 Дата выступления: 6 Апрель 2021 Организация: ФИЦ ИВТ (Новосибирск) Авторы: Пестунов Игорь Алексеевич В докладе обсуждаются методы и технологии автоматической обработки термограмм для диагностики злокачественных опухолей молочных желез.
    188
  • 09/11/2018

    Сибирские ученые обнаружили новый метод защиты от радиации

    Облучение лабораторных мышей рентгеновскими лучами привело к неожиданным результатам. Открытие совершили на стыке наук - физики-ядерщики работали вместе с генетиками. «Это иммунодефицитные мыши без шерсти, породу вывели специально для изучения опухоли», - рассказывают ученые.
    1428
  • 09/10/2020

    6 лабораторий в Новосибирске исследуют технологии редактирования генома

    В этом году нобелевскую премию по химии получили ученые из Франции и США, за масштабные разработки методов редактирования генома. — В Новосибирске с этим направлением тоже хорошо. Трудно сказать, что мы входим в число мировых лидеров, но в 6 лабораториях институтов Академгородка, связанных с биологическими науками, а также на ФБУН ГНЦ Вб «Вектор» работы по этой теме активно идут, — отметил, выступая на пресс-конференции, заведующий лабораторией геномной и белковой инженерии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, директор Центра перспективных биомедицинских исследований Новосибирского государственного университета член-корреспондент РАН Дмитрий Жарков.
    582
  • 04/08/2017

    Сибирский окружной медицинский центр ФМБА России и Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН заключили соглашении о совместной научной работе

    ​Основной задачей сотрудничества учреждения практического здравоохранения - ФГБУЗ СОМЦ ФМБА России с ИМКБ СО РАН - научным учреждением, представляющим фундаментальную науку, является изучение молекулярно-генетических процессов, происходящих в ткани щитовидной железы при различных заболеваниях: опухолевых и неопухолевых процессах.
    1917