МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ВАЗОПРЕССИНЕРГИЧЕСКИХ НЕЙРОНОВ ГИПОТАЛАМУСА КРЫС, ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ К АУДИОГЕННОЙ ЭПИЛЕПСИИ

  • Е. Л. Горбачёва Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
  • Е. В. Черниговская Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
  • М. В. Глазова Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
  • E. А. Лаврова Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
  • Л. С. Никитина Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
Ключевые слова: крысы линии Крушинского—Молодкиной, эпилепсия, вазопрессин, ERK1/2, CREB, SNAP25, cFos, аудиогенные судороги

Аннотация

В работе была исследована роль ERK1/2 сигнального каскада в регуляции активности вазопрессинергических нейронов гипоталамуса у интактных крыс линии Крушинского— Молодкиной (КМ), а также в ходе и после судорожного припадка. Не было выявлено различий в содержании фосфо-ERK1/2 киназ и фосфо-CREB в супраоптическом ядре (СОЯ) гипоталамуса у интактных крыс линии КМ и линии Вистар. Показано отсутствие различий в содержании мРНК вазопрессина и снижение содержания вазопрессин-нейрофизина II в нейронах гипоталамуса у крыс линии КМ по сравнению с крысами Вистар. Ранее нами был показан пониженный уровень секреции вазопрессина в кровь у интактных крыс линии КМ [1]. Полученные данные указывают на то, что нарушения в активности гипоталамо-гипофизарной системы у крыс линии КМ затрагивают преимущественно механизмы секреции нейрогормона, не влияя на активность ERK1/2и/или CREB-зависимого пути регуляции экспрессии вазопрессина нейронами СОЯ. Аудиогенный судорожный припадок у крыс КМ привел к снижению количества фосфо-CREB-иммунопозитивных ядер в СОЯ на клонико-тонической стадии. Количество фосфо-ERK1/2-иммунопозитивных клеток не отличалось от контроля. Через 1 ч после судорог количество фосфо-ERK1/2- и фосфо-CREB-иммунопозитивных ядер в СОЯ повышалось по сравнению с таковым на клонико-тонической стадии судорог. Активация ERK1/2/CREB-зависимой внутриклеточной сигнализации и повышение экспрессии белка cFos сопровождалось усилением транскрипции вазопрессина и повышением содержания нейрофизина II в нейронах СОЯ. Через 24 ч после припадка активность ERK1/2 сигнального каскада и белка cFos снижалась до контрольного уровня, что приводило к снижению уровня транскрипции вазопрессина также до контрольных значений. Таким образом, восстановление состояния вазопрессинергической системы (компенсаторный ресинтез) через 1 ч после аудиогенного припадка происходит ERK1/2/СREB-зависимым путем.

Литература

Горбачёва Е. Л., Гагарская А. С., Черниговская Е. В., Глазова М. В., Никитина Л. С. Исследование секреции вазопрессина у крыс линии Крушинского—Молодкиной в норме и в ходе судорожного припадка. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 101(12): 1347—1354. 2015.

Дорофеева Н. А., Глазова М. В., Худик К. А., Никитина Л. С., Кириллова О. Д., Черниговская Е. В. Сравнительный анализ нигро-стриатной системы крыс Вистар и крыс с повышенной судорожной готовностью. Журн. эволюц. биохимии и физиологии. 51(3): 204—213. 2015.

Коротков А. А., Глазова М. В., Никитина Л. С., Дорофеева Н. А., Кириллова О. Д., Черниговская Е. В. Роль ERK1/2 киназ в молекулярных механизмах регуляции глутамат- и 954 ГАМКергических нейронов в ходе развития судорожных припадков у крыс линии Крушинского—Молодкиной. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 101(10): 1135—1149. 2015.

Черниговская Е. В., Лебеденко О. О., Ниденфюр А. В., Никитина Л. С., Глазова М. В. Анализ киназ ERK1/2 в нижних буграх четверохолмия в постнатальном онтогенезе у крыс с повышенной судорожной готовностью. Докл. АН. 476(1): 296—298. 2017.

Arima H., Baler R., Aguilera G. Fos proteins are not prerequisite for osmotic induction of vasopressin transcription in supraoptic nucleus of rats. Neurosci. letters. 486(1): 5—9. 2010.

Arima H., House S. B., Gainer H., Aguilera G. Neuronal activity is required for the circadian rhythm of vasopressin gene transcription in the suprachiasmatic nucleus in vitro. Endocrinology. 143(11): 4165—4171. 2002.

Ben-Barak Y., Russell J. T., Whitnall M. H., Ozato K., Gainer H. Neurophysin in the hypothalamo-neurohypophysial system. I. Production and characterization of monoclonal antibodies. J. Neurosci. 5(1): 81—97. 1985.

Berkeley J. L., Decker M. J., Levey A. I. The role of muscarinic acetylcholine receptor-mediated activation of extracellular signal-regulated kinase 1/2 in pilocarpine-induced seizures. J. Neurochem. 82(1): 192—201. 2002.

Bhat R. V., Engber T. M., Finn J. P., Koury E. J., Contreras P. C., Miller M. S., Dionne C. A.,Walton K. M. Region-specific targets of p42/p44MAPK signaling in rat brain. J. Neurochem. 70(2): 558—571. 1998.

Cammarota M., Bevilaqua L. R., Dunkley P. R., Rostas J. A. Angiotensin II promotes the phosphorylation of cyclic AMP‐responsive element binding protein (CREB) at Ser133 through an ERK1/2‐dependent mechanism. J. Neurochem. 79(6): 1122—1128. 2001.

Chernigovskaya E. V., Korotkov A. A., Nikitina L. S., Dorofeeva N. A., Glazova M. V. The expression and distribution of seizure-related and synaptic proteins in the insular cortex of rats genetically prone to audiogenic seizures. Neurol. Res. 37(12): 1108—1117. 2015.

Dine J., Ducourneau V. R., Fenelon V. S., Fossat P., Amadio A., Eder M., Israel J. M., Oliet S. H., Voisin D. L. Extracellular signal-regulated kinase phosphorylation in forebrain neurones contributes to osmoregulatory mechanisms. J. Physiol. 592(7): 1637—1654. 2014.

Eisenhofer G., Huynh T. T., Elkahloun A., Morris J. C., Bratslavsky G., Linehan W. M., Zhuang Z., Balgley B. M., Lee C. S., Mannelli M., Lenders J. W., Bornstein S. R., Pacak K. Differential expression of the regulated catecholamine secretory pathway in different hereditary forms of pheochromocytoma. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 295(5): 1223—1233. 2008.

Gillis B. J., Cain D. P. Amygdala and pyriform cortex kindling in vasopressin deficient rats (Brattleboro strain). Brain Res. 271(2): 375—378. 1983.

Glasgow E., Kusano K., Chin H., Mezey E., Young W. S., Gainer H. Single cell reverse transcription-polymerase chain reaction analysis of rat supraoptic magnocellular neurons: neuropeptide phenotypes and high voltage-gated calcium channel subtypes. Endocrinology. 140(11): 5391—5401. 1999.

Grassi D., Ghorbanpoor S., Acaz-Fonseca E., Ruiz-Palmero I., Garcia-Segura L. M. The selective estrogen receptor modulator raloxifene regulates arginine-vasopressin gene expression in human female neuroblastoma cells through G protein-coupled estrogen receptor and ERK signaling. Endocrinology. 156(10): 3706—3716. 2015.

Greenwood R. S., Meeker R., Sullivan H., Hayward J. N. Kindling in spontaneous hypertensive rats. Brain Res. 495(1): 58—65. 1989.

Hoffman G. E., Smith M. S., Verbalis J. G. c-Fos and related immediate early gene products as markers of activity in neuroendocrine systems. Front Neuroendocrinol. 14(3): 173— 213. 1993.

Kang U. G., Hong K. S., Jung H. Y., Kim Y. S., Seong Y. S., Yang Y. C., Park J. B. Activation and tyrosine phosphorylation of 44-kDa mitogen-activated protein kinase (MAPK) induced by electroconvulsive shock in rat hippocampus. J. Neurochem. 63(5): 1979—1982. 1994.

Kasting N. W., Veale W. L., Cooper K. E., Lederis K. Vasopressin may mediate febrile convulsions. Brain Res. 213(2): 327—333. 1981.

Nateri S., Raivich G., Gebhardt C., Costa C., Naumann H., Vreugdenhil M., Makwana M., Brandner S., Adams R., Jefferys J. G., Kann O., Behrens A. ERK activation causes epilepsy by stimulating NMDA receptor activity. EMBO J. 26(23): 4891—4901. 2007. 955

Nikitina L. S., Dorofeeva N. A., Kirillova O. D., Korotkov A. A., Glazova M. V., Chernigovskaya E. V. Role of the ERK signaling pathway in regulating vasopressin secretion in dehydrated rats. Biotech. Histochem. 89(3): 199—208. 2014.

Sorensen J. B., Matti U., Wei S. H., Nehring R. B., Voets T., Ashery U., Binz T., Neher E., Rettig J. The SNARE protein SNAP-25 is linked to fast calcium triggering of exocytosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99(3): 1627—1632. 2002.

Yoshida M., Iwasaki Y., Asai M., Takayasu S., Taguchi T., Itoi K., Hashimoto K., Oiso Y. Identification of a functional AP1 element in the rat vasopressin gene promoter. Endocrinology. 147(6): 2850—2863. 2006.

Опубликован
2018-04-19
Как цитировать
[1]
Е. Л. Горбачёва, Е. В. Черниговская, М. В. Глазова, ЛавроваE. А., и Л. С. Никитина, «МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ВАЗОПРЕССИНЕРГИЧЕСКИХ НЕЙРОНОВ ГИПОТАЛАМУСА КРЫС, ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ К АУДИОГЕННОЙ ЭПИЛЕПСИИ», РФЖ, т. 104, вып. 8, с. 945—956, апр. 2018.
Раздел
Экспериментальные статьи