АНАЛИЗ ОРЕКСИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГИПОТАЛАМУСА У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ ГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННОЙ ЭПИЛЕПСИИ
PDF

Ключевые слова

гипоталамус
орексин
орексиновые рецепторы
дофамин
дофаминовые рецепторы
аудиогенная и абсансная эпилепсия

Как цитировать

Морина, И. Ю., Михрина, А. Л., Михайлова, Е. В., Ватаев, С. И., Хисматуллина, З. Р., & Романова, И. В. (2022). АНАЛИЗ ОРЕКСИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГИПОТАЛАМУСА У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ ГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННОЙ ЭПИЛЕПСИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 108(11), 1511–1524. https://doi.org/10.31857/S0869813922110073

Аннотация

Проведено исследование гипоталамуса у половозрелых самцов двух линий крыс с генетической предрасположенностью к различным формам эпилептической активности: линия Крушинского - Молодкиной (КМ) с аудиогенной судорожной активностью и линия WAG/Rij с абсансной эпилепсией. Результаты ПЦР демонстрируют у крыс КМ повышенный уровень мРНК Д1- и Д2-рецепторов дофамина, у крыс WAG/Rij не выявлено отличий в уровне экспрессии Д1-рецепторов, но показано достоверно меньший уровень мРНК Д2 рецепторов по сравнению с крысами Вистар. У крыс КМ и WAG/Rij выявлен более высокий уровень мРНК препро-орексина и белка орексина-А в нейронах перифорникальной области. У крыс КМ не обнаружено отличий в уровне экспрессии орексиновых рецепторов, а у крыс WAG/Rij уровень мРНК OX2R был выше, чем у крыс Вистар. Полученные данные обсуждаются в связи с участием орексинергической системы мозга в регуляции дофаминергической системы и энергетического баланса организма при эпилептической активности, а также вероятной функции орексинов как факторов адаптации при патологических состояниях.

https://doi.org/10.31857/S0869813922110073
PDF

Литература

Saper CB, Lowell BB (2014) The hypothalamus. Curr Biol 24 (23): R1111–R1116. https://doi.org/10.1016/j.cub.2014.10.023

Schwartz MW, Woods SC, Porte D, Seeley RJ, Baskin DG (2000) Central nervous system control and food intake. Nature 404(6778):661–671. https://doi.org/10.1038/35007534

Cakir I, Nillni EA (2019) Endoplasmic reticulum stress, the hypothalamus, and energy balance. Trends Endocrinol Metabolism 30(3):163–176. doi:10.1016/j.tem.2019.01.002

de Lecea L, Kilduff TS, Peyron C, Gao X-B, Foye PE, Danielson P E, Fukuhara C, Battenberg ELF, Gautvik V, Bartlett FS, Frankel WN, Van Den Pol AN, Bloom FE, Gautvik KM, Sutcliffe JG (1998) The hypocretins: Hypothalamus-specific peptides with neuroexcitatory activity. Proc Natl Acad Sci U S A 95(1): 322–327. https://doi.org/10.1073/pnas.95.1.322

Sakurai T, Amemiya A, Ishii M, Matsuzaki I, Chemelli RM, Tanaka H, Williams SC, Richardson JA, Kozlowski GP, Wilson S, Arch JR, Buckingham RE, Haynes AC, Carr SA, Annan RS, McNulty DE, Liu WS, Terrett JA, Elshourbagy NA, Bergsma DJ, Yanagisawa M (1998) Orexins and orexin receptors: a family of hypothalamic neuropeptides and G protein-coupled receptors that regulate feeding behavior. Cell 92(4):573–585. doi:10.1016/s0092-8674(00)80949-6

Rodgers RJ, Halford JC, Nunes de Souza RL, Canto de Souza AL, Piper DC, Arch JR, Blundel JE (2001) Dose-r esponse effects of orexin-A on food intake and the behavioural satiety sequence in rats. Regul Pept 96(1-2):71–84. doi:10.1016/ S0167-0115(00)00203-2

Zhu Y, Miwa Y, Yamanaka A, Yada T, Shibahara M, Abe Y, Sakurai T, Goto K. (2003) Orexin receptor type-1 couples exclusively to pertussis toxin-insensitive G-proteins, while orexin receptor type-2 couples to both pertussis toxin-sensitive and -insensitive G-proteins. J Pharmacol Sci 92(3): 259–266. https://doi.org/10.1254/jphs.92.259

Karteris E, Machado RJ, Chen J, Zervou S, Hillhouse EW, Randeva HS (2005) Food deprivation differentially modulates orexin receptor expression and signalling in the rat hypothalamus and adrenal cortex. J Physiol Endocrinol Metab 288(6): E1089–E1100. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00351.2004

Kukkonen JP, Leonard CS (2014) Orexin/hypocretin receptor signalling cascades. Br J Pharmacol 171(2): 314–331. https://doi.org/10.1111/bph.12324

Sakurai Т (2005) Roles of orexin/hypocretin in regulation of sleep/wakefulness and energy homeostasis. Sleep Med Rev 9(4): 231–241. https://doi.org/10.1016/j.smrv.2004.07.007

Li J, Hu Z, de Lecea L (2014) The hypocretins/orexins: integrators of multiple physiological functions. Br J Pharmacol 171(2): 332–350. https://doi.org/10.1111/bph.12415

Lin L, Faraco J, Li R, Kadotani H, Rogers W, Lin X, Qiu X, de Jong PJ, Nishino S, Mignot ES (1999) The sleep disorder canine narcolepsy is caused by a mutation in the hypocretin (orexin) receptor 2 gene. Cell 98(3): 365–376. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)81965-0

Chemelli RM, Willie JT, Sinton CM, Elmquist JK, Scammell T, Lee C, Richardson JA, Williams SC, Xiong Y, Kisanuki Y, Fitch TE, Nakazato M, Hammer RE, Saper CB, Yanagisawa M (1999) Narcolepsy in orexin knockout mice: molecular genetics of sleep regulation. Cell 98(4):437–451. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)81973-x

Waleh NS, Apte-Deshpande A, Terao A, Ding J, Kilduff TS (2001) Modulation of the promoter region of prepro-hypocretin by alpha-interferon. Gene 262(1-2):123–128. https://doi.org/10.1016/s0378-1119(00)00544-8

Hara J, Yanagisawa M, Sakurai T (2005) Difference in obesity phenotype between orexin-knockout mice and orexin neuron-deficient mice with same genetic background and environmental conditions. Neurosci Lett 380(3):239–242. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2005.01.046

Tanaka S, Takizawa N, Honda Y, Koike T, Oe S, Toyoda H, Kodama T, Yamada H (2016) Hypocretin/orexin loss changes the hypothalamic immune response. Brain Behav Immun 57: 58–67. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2016.06.009

Peyron C, Tighe D, van den Pol A, de Lecea L, Heller HC, Sutcliffe JG, Kilduff TS (1998) Neurons containing hypocretin (orexin) project to multiple neuronal systems. Neuroscience 18(23):9996–10015. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.18-23-09996.1998

Morina IYu, Mikhrina AL, Romanova IV (2019) An Immunohistochemical Study of the Pathways of the influence of dopamine on orexinergic neurons in the perifornical area of the hypothalamus. Neurosci Behav Physiol 49 (9): 1100–1105. https://doi.org/10.1007/s11055-019-00846-5

Bozzi Y, Borrelli E (2013) The role of dopamine signaling in epileptogenesis. Front Cell Neurosci 7:157. https://doi.org/10.3389/fncel.2013.00157

Akyuz E, Polat AK, Eroglu E, Kullu I, Angelopoulou E, Paudel YN (2020). Revisiting the role of neurotransmitters in epilepsy: An updated review. Life Sci 265:118826. doi:10.1016/j.lfs.2020.118826

Juliá-Palacios N, Molina-Anguita C, Sigatulina Bondarenko M, Cortès-Saladelafont E, Aparicio J, Cuadras D, Horvath G, Fons C, Artuch R, García-Cazorla À (2022) Monoamine neurotransmitters in early epileptic encephalopathies: New insights into pathophysiology and therapy. Dev Med Child Neurol 64(7):915–923. https://doi.org/10.1111/dmcn.15140

Семиохина А Ф, Федотова И Б, Полетаева И И (2006). Крысы линии Крушинского-Молодкиной: исследования аудиогенной эпилепсии, сосудистой патологии и поведения. Журн высш нерв деятельн 56 (3): 298–316. 2006. [Semiokhina AF, Fedotova IB, Poletaeva II Rats of Krushinsky-Molodkina strain: studies of audiogenic epilepsy, vascular pathology, and behavior. Zh Vyssh Nerv Deyat 56 (3): 298–316. (In Russ)].

Крушинский Л (1959) Генетические исследования по экспериментальной патофизиологии высшей нервной деятельности. Бюлл Московск общ-ва испытателей природы Отдел биол 64: 105–117. [Krushinsky LV (1959) The genetic studies of experimental pathophysiology in higher nervous activity. Bull Mosc Soc Natur Testers Biol Sect 64:105–117. (In Russ)].

Poletaeva II, Surina NM, Kostina ZA, Perepelkina OV, Fedotova IB (2017) The Krushinsky-Molodkina rat strain: The study of audiogenic epilepsy for 65years. Epilepsy Behav 71 (Pt B): 130–141. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2015.04.072

Ватаев СИ (2019) Специфические особенности крыс линии Крушинского-Молодкиной как генетической модели генерализованных судорожных припадков. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 105 (6):667–679. [Vataev SI (2019) Specific features of the Krushinsky—Molodkina rats as a genetic model of generalized seizures. Russ J Physiol 105 (6): 667–679. (In Russ)]. https://doi.org/10.1134/S0869813919060104

Faingold CL (2012) Brainstem Networks: Reticulo-Cortical Synchronization in Generalized Convulsive Seizures. In: Jasper's Basic Mechanisms of the Epilepsies. Noebels JL, Avoli M, Rogawski MA, Olsen RW, Delgado-Escueta AV(eds) 4th edition. Bethesda (MD): Natl Center Biotechnol Informat (US).

Vataev SI, Mal’gina NA, Oganesyan GA (2016) Effects of stimulation of the inferior colliculi in Krushinskii–Molodkina rats. Neurosci Behav Physiol 46 (1): 51–56. doi 10.1007/s11055-015-0197-2

van Luijtelaar EL, Coenen AM (1986) Two types of electrocortical paroxysms in an in-bred strain of rats. Neurosci Lett 70(3): 393–397. https://doi.org/10.1016/0304-3940(86)90586-0

Meeren H, van Luijtelaar G, Lopes da Silva F, Coenen A (2005) Evolving concepts on the pathophysiology of absence seizures: the cortical focus theory. Arch Neurol 62 (2):371–376. https://doi.org/10.1001/archneur.62.3.371

Meeren HK, Pijn JP, van Luijtelaar EL, Coenen AM, Lopes da Silva FH (2002) Cortical focus drives widespread corticothalamic networks during spontaneous absence seizures in rats. J Neurosci 22(4): 1480–1495. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.22-04-01480.2002

Blumenfeld H (2005) Cellular and network mechanisms of spike‐wave seizures. Epilepsia 46 Suppl 9: 21–33. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2005.00311.x

Midzianovskaia IS, Kuznetsova GD, Coenen AML, Spiridonov AM, van Luijtelaar ELJM (2001) Electrophysiological and pharmaco- logical characteristics of two types of spike–wave rats. Brain Res 911: 62–70. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(01)02705-6

Midzyanovskaya IS, Kuznetsova GD, Vinogradova LV, Shatskova AB, Coenen AM, van Luijtelaar G (2004) Mixed forms of epilepsy in a subpopulation of WAG/Rij rats. Epilepsy Behav 5(5): 655–661. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2004.06.021