ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОНОАМИНОВ НА ОРЕКСИНЕРГИЧЕСКИЕ НЕЙРОНЫ ГИПОТАЛАМУСА ЭМБРИОНОВ КРЫСЫ
PDF

Ключевые слова

орексины
гипоталамус
дофамин
серотонин
рецепторы дофамина Д1
рецепторы серотонина 2С
рецепторы орексина
эмбриогенез
Е18

Как цитировать

Морина, И. Ю., Михайлова, Е. В., & Романова , И. В. (2020). ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОНОАМИНОВ НА ОРЕКСИНЕРГИЧЕСКИЕ НЕЙРОНЫ ГИПОТАЛАМУСА ЭМБРИОНОВ КРЫСЫ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 106(6), 728–739. https://doi.org/10.31857/S0869813920060072

Аннотация

Орексинергические нейроны гипоталамуса вовлечены в контроль различных функций организма, прежде всего энергетического баланса, пищевого поведения, бодрствования и пробуждения. Прямое влияние дофамина и серотонина мозга на орексинергические нейроны гипоталамуса осуществляется через различные подтипы соответствующих рецепторов, экспрессия которых ранее показана в телах орексинергических нейронах. Для выяснения возможности становления этих взаимосвязей в эмбриональном периоде развития было проведено исследование 18-дневных эмбрионов крысы. С помощью Вестерн-блоттинга в развивающемся гипоталамусе показана экспрессия белков рецепторов дофамина Д1 и серотонина 2С. Двойное флуоресцентное иммуномечение и конфокальная микроскопия подтверждают экспрессию рецепторов дофамина Д1 и серотонина 2С в телах развивающихся орексин-иммунопозитивных клеток у эмбрионов крысы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что развитие морфофункциональных взаимодействий моноаминергических систем с орексинергической происходит в эмбриональный период развития организма.

https://doi.org/10.31857/S0869813920060072
PDF

Литература

Sakurai T., Amemiya A., Ishii M., Matsuzaki I., Chemelli R. M., Tanaka H., Williams S. C., Richardson J. A., Kozlowski G. P., Wilson S., Arch J. R., Buckingham R. E., Haynes A. C., Carr S. A., Annan R. S., McNulty D. E., Liu W. S, Terrett J. A., Elshourbagy N. A., Bergsma D. J., Yanagisawa M. Orexins and orexin receptors: a family of hypothalamic neuropeptides and G protein-coupled receptors that regulate feeding behavior. Cell. 92(4): 573-585. 1998.

de Lecea L., Kilduff T. S, Peyron C., Gao X.-B., Foye P. E., Danielson P. E., Fukuhara C., Battenberg E.L.F., Gautvik V., Bartlett F. S., Frankel W. N., Van Den Pol A. N., Bloom F. E., Gautvik K. M., Sutcliffe J. G. The hypocretins: Hypothalamus-specific peptides with neuroexcitatory activity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95(1): 322-327. 1998.

Lin L., Faraco J., Li R., Kadotani H., Rogers W., Lin X., Qiu X., de Jong P. J., Nishino S., Mignot E. S. The sleep disorder canine narcolepsy is caused by a mutation in the hypocretin (orexin) receptor 2 gene. Cell. 98(3): 365–376. 1999.

Chemelli R. M., Willie J. T., Sinton C. M., Elmquist J. K., Scammell T., Lee C., Richardson J. A., Williams S. C., Xiong Y., Kisanuki Y., Fitch T. E., Nakazato M., Hammer R. E., Saper C. B., Yanagisawa M. Narcolepsy in orexin knockout mice: molecular genetics of sleep regulation. Cell. 98(4): 437-451. 1999.

Ohnoa K., Sakurai T. Orexin neuronal circuitry: Role in the regulation of sleep and wakefulness. Front. Neuroendocrinol. 29 (1): 70-87. 2008.

Kukkonen J. P., Leonard C. S. Orexin/hypocretin receptor signalling cascades. British J. Pharmacol. 171: 314–331. 2014.

Угрюмов М. В. Мехaнизмы нейроэндокринной регуляции. М. Нaукa. 82-122. 1999. [Ugrumov M.V. Mechanisms of neuroendocrine regulation M. Nauka. 82-122. 1999. (In Russ)].

Björklund A., Lindvall O. Dopamine-containing systems in the CNS. Handbook of chemical neuroanatomy: Classical neurotransmitters in the CNS. Amsterdam. Elsevier. Pt. 1. 2: 55-122. 1984.

Moore K. E., Lookingland K. J. Dopaminergic neuronal systems in the hypothalamus. In: Neuropsychopharmacology: The Fifth Generation of Progress. 2000. www.acnp.org.

Steinbusch H.W.M., Nieuwenhuys R. Localization of serotonin-like immunoreactivity in the central nervous system and pituitary of the rat with special reference to the innervations of the hypothalamus. Serotonin: Current aspects of neurochemistry and function. 7-35. 1981.

Peyron C., Faraco J., Rogers W., Ripley B., Overeem S., Charnay Y., Nevsimalova S., Aldrich M., Reynolds D., Albin R., Li R., Hungs M., Pedrazzoli M., Padigaru M., Kucherlapati M., Fan J., Maki R., Lammers G.J., Bouras C., Kucherlapati R., Nishino S., Mignot E. A mutation in a case of early onset narcolepsy and a generalized absence of hypocretin peptides in human narcoleptic brains. Nature Med. 6(9): 991–997. 2000.

Marcus J.N., Aschkenasi C.J., Lee C.E., Сhemelli R.M., Saper C.B., Yanagisawa M., Elmquist J.K. Differential expression of orexin receptors 1 and 2 in the rat brain. J. Comp. Neurol. 435(1): 6–25. 2001.

Sakuraia Т. Roles of orexin/hypocretin in regulationof sleep/wakefulness and energy homeostasis. Sleep Med. Rev. 9: 231–241. 2005.

Morina I. Yu., Mikhrina A. L., Romanova I. V. 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): 1100-1111. 2019.

Li Y., Gao X.-B., Saku.rai T., van den Pol1 A.N. Hypocretin/orexin excites hypocretin neurons via a local glutamate neuron - a potential mechanism for orchestrating the hypothalamic arousal system neuron. Neuron. 36(6):1169-1181. 2002.

Muraki Y., Yamanaka A., Tsujino N., Kilduff T.S., Goto K., Sakurai T. Serotonergic Regulation of the Orexin/Hypocretin Neurons through the 5-HT1A Receptor. Neuroscience. 24 (32): 7159 –7166. 2004.

Jalewa J., Joshi A., McGinnity T.M., Prasad G., Wong-Lin K., Hölscher C. Neural circuit interactions between the dorsal raphe nucleus and the lateral hypothalamus: an experimental and computational study. PLoS One. 9(2):e88003. 2014. doi: 10.1371/journal.pone.0088003

Романова И.В., Морина И.Ю., Шпаков А.О. Локализация 5-HT2C- И 5-HT1B-серотониновых рецепторов в орексинергических нейронах перифорникальной области гипоталамуса грызунов. Журн. эвол. биохим. физиол. 56 (2): 63-69. 2020. [Romanova I.V., Morina I.Yu., Shpakov A.O. Lokalizaciya 5-HT2C- I 5-HT1B-serotoninovyh receptorov v oreksinergicheskih nejronah perifornikal'noj oblasti gipotalamusa gryzunov. Zhurn. evol. biohim. fiziol. 56 (2): 63-69. 2020. (In Russ)].

van den Pol A.N., Patrylo P.R, Ghosh P.K., Gao X.-B. Lateral hypothalamus: Early developmental expression and response to hypocretin (orexin). Compar. Neurol. 433(3): 349-363. 2001.

Steininger T. L., Kilduff T. S., Behan M., Benca R. M., Landry C. F. Comparison of hypocretin/orexin and melanin-concentrating hormone neurons and axonal projections in the embryonic and postnatal rat brain. J. Chem. Neuroana. 27(3): 165–181. 2004.

Amiot C., Brischoux F., Colard C., La Roche A., Fellmann D., Risold P.Y. Hypocretin/orexin-containing neurons are produced in one sharp peak in the developing ventral diencephalon. J. Neurosci. 22(2): 531-534. 2005.

Ogawa Y., Kanda T., Vogt K., Yanagisawa M. Anatomical and electrophysiological development of the hypothalamic orexin neurons from embryos to neonates. Comp. Neurol. 525: 3809–3820. 2017.

Deneris E., Gaspar P. Serotonin neuron development: shaping molecular and structural identities. Wiley Interdiscip. Rev. Dev. Biol. 7(1): 10.1002/wdev.301. doi: 10.1002/wdev.301. 2018

Mandl A.M. The phases of the estrous cycle in the adult white rat. J. Exp. Biol. 28: 576-584. 1951.

Marcondes F. K., Bianchi F.J., Tanno A.P. Determination of the estrous cycle phases of rats: some helpful considerations. Braz. J. Biology. 62(4A): 609-614. 2002.

Romanova I.V., Mikhrina A.L., Chernysheva M.P. Analysis of development of morphophunctional interconnections between CART- and AGRPergic neurons with dopaminergic structures in ontogenesis of mammals. Evol. Biochem. Physiol. 50(5): 448-455. 2014.

Морина И. Ю., Михайлова Е. В., Романова И. В., Деркач К. В., Шпаков А. О. Орексин-А и его рецепторы в гипоталамусе мышей с диета-индуцированным и меланокортиновым ожирением. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 105 (4): 481-491. 2019. [Morina I. Yu., Mikhailova E. V., Romanova I. V., Derkach K. V., Shpakov A. O. Orexin-A and their receptors in the hypothalamus of mice with the diet-induced and melanocortin obesity. Russ. J. Physiol. 105 (4): 481-491. 2019. (In Russ)].

Coggeshall R. E. A. Study of diencephalic development in the albino rat. J. Comp. Neurol. 122(2): 241-299. 1964.

Морина И.Ю., Станкова Е.П., Романова И.В. Влияние пренатального стресса на формирование орексинергической системы гипоталамуса крысы. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 105(5): 591-607. 2019. [Morina I.Yu., Stankova E.P., Romanova I.V. The influence of prenatal stress on the development of rat hypothalamic orexinergic system. Russ. J. Physiol. 105(5): 591-607. 2019. (In Russ)].

Romanova I.V., Derkach K.V., Mikhrina A.L., Sukhov I.B., Mikhailova E.V., Shpakov A.O. The leptin, dopamine and serotonin receptors in hypothalamic POMC-neurons in normal and obese rodents. Neurochem. Res. 43(4): 821-837. 2018.

Brischoux F., Griffond B., Fellmann D., Risold P.Y. Early and transient ontogenetic expression of the cocaine- and amphetamine- regulated transcript peptide in the rat mesencephalon: correlation with tyrosine hydroxylase expression. Neurobiology. 52(3): 221-229. 2002.

Sillivan S.E., Konradi C. Expression and function of dopamine receptors in the developing medial frontal cortex and striatum of the rat. Neuroscience. 199: 501-514. 2011.

Schambra G.E., Duncan G.R., Breese M.G., Fornaretto M.G., Caron R.T., Fremeau Jr. Ontogeny of D1a and D2 dopamine receptor subtypes in rat brain using in situ hybridization and receptor binding. Neuroscience. 62(1): 65-85. 1994.

Wu C., Dias P., Kumar S., Lauder J.M., Singh S. Differential expression of serotonin 5-HT2 receptors during rat embryogenesis. Dev. Neurosci. 21(1): 22-28. 1999.

Martin-Gronert M.S., Stocker C.J., Wargent E.T., Cripps R.L., Garfield A.S., Jovanovic Z., D'Agostino G., Yeo G.S., Cawthorne M.A., Arch J.R., Heisler L.K., Ozanne S.E. 5-HT2A and 5-HT2C receptors as hypothalamic targets of developmental programming in male rats. Disease Models & Mechanisms. 9(4): 401-412. 2016.

Ugrumov M.V. Endocrine functions of brain in adult and developing mammals. Russ. J. Development. Biol. 40 (1): 14-22. 2009. DOI: 10.1134/S1062360409010020

Отеллин В. А., Хожай Л. И., Ордян Н. Э. Пренатальные стрессорные воздействия и развивающийся головной мозг. Адаптивные механизмы, непосредственные и отсроченные эффекты. СПб. Изд-во Десятка. 2007. [Otellin V. A., Hozhaj L. I., Ordyan N. E. Prenatal stress and the developing brain. Adaptive mechanisms, immediate and delayed effects. SPb. Izdatelstvo Desyatka. 2007. (In Russ)].