Влияние хронического эмоционально-стрессового воздействия на поведение мышей с мутациями Q31l и L100P в гене DISC1

Автор: Смирнова Кристина Вячеславовна, Чижова Надежда Дмитриевна, Амстиславская Тамара Геннадьевна

Журнал: Сибирский вестник психиатрии и наркологии @svpin

Статья в выпуске: 1 (118), 2023 года.

Бесплатный доступ

В этиологию психических заболеваний зачастую вовлекаются как генетические, так и средовые факторы, вызывающие стресс. Мутации в гене DISC1 сами по себе являются предикторами развития психопатологий,в то же время нет данных о влиянии хронического стресса на эмоционально обусловленное (аффективное) поведение организма с мутациями в этом гене. Цель: изучение особенностей поведенческого ответа мышей с точечными мутациями в гене Disci после непредсказуемого эмоционально-стрессового воздействия разной продолжительности. Материалы и методы. Проведено тестирование самцов мышей трех генетических линий: C57BL/6, Disc1-Q31L-/- (Q31L) и DISC1-L100P-/- (L100P), в возрасте 3-4-месяцев. Для изучения особенностей поведенческого реагирования мышей Q31L и L100P, характеризующихся депрессивно-подобными шизофреноподобным поведением, подвергали хроническому непредсказуемому мягкому стрессу (ХНМС) длительностью 2 и 4 недели соответственно. После этого оценивали их тревожность, двигательную и исследовательскую активность, эмоциональность, депрессивно-подобное и обсессивно-компульсивное поведение, социальную мотивацию и предпочтение. Установлено, что 2-недельный стресс усиливал тревожность и депрессивно-подобное поведение у мышей Q31L, а 4-недельный стресс повышал их двигательную активность, но не оказывал влияния на тревожный и депрессивно-подобный статус. У мышей L100P стресс длительностью как 2, так и 4 недели приводил к проявлению депрессивно-подобного поведения. Кроме того, 2-недельный стресс усиливал эмоциональность и социальное взаимодействие, тогда как 4-недельный снижал исследовательскую активность мышей. Таким образом, генетически обусловленное депрессивно-подобное состояние у мышей Q31L усиливается в результате стрессорного воздействия протяженностью 2 недели, тогда как мыши L100P с генетически обусловленным шизофреноподобным фенотипом формируют депрессивно-подобный статус после хронического стресса разной продолжительности.

Еще

Ген disc1, хронический стресс, депрессия, шизофрения, моделирование психопатологий, мыши

Короткий адрес: https://sciup.org/142238068

IDR: 142238068 | DOI: 10.26617/1810-3111-2023-1(118)-104-113

Список литературы Влияние хронического эмоционально-стрессового воздействия на поведение мышей с мутациями Q31l и L100P в гене DISC1

GBD 2017 Disease and Injury Incidence and Preva-lence Collaborators. Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 354 diseases and injuries for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2018 Nov 10;392(10159):1789-1858. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32279-7. Epub 2018 Nov 8. Erratum in: Lancet. 2019 Jun 22;393(10190):e44. PMID: 30496104; PMCID: PMC6227754.
Knafo A, Jaffee SR. Gene-environment correlation in developmental psychopathology. Dev Psycho-pathol. 2013 Feb;25(1):1-6. doi: 10.1017/ S0954579412000855. PMID: 23398748.
Pinto RQ, Soares I, Carvalho-Correia E, Mesquita AR. Gene-environment interactions in psycho-pathology throughout early childhood: a systematic review. Psychiatr Genet. 2015 Dec;25(6):223-33. doi: 10.1097/YPG.0000000000000106. PMID: 26313931.
Thomson PA, Malavasi EL, Grünewald E, Soares DC, Borkowska M, Millar JK. DISC1 genetics, biol-ogy and psychiatric illness. Front Biol (Beijing). 2013 Feb 1;8(1):1-31. doi: 10.1007/s11515-012-1254-7. PMID: 23550053; PMCID: PMC3580875.
Tomoda T, Sumitomo A, Jaaro-Peled H, Sawa A. Utility and validity of DISC1 mouse models in bio-logical psychiatry. Neuroscience. 2016 May 3;321:99-107. doi: 10.1016/j.neuroscience. 2015.12.061. Epub 2016 Jan 6. PMID: 26768401; PMCID: PMC4803604.
Lipina TV, Roder JC. Disrupted-In-Schizophrenia-1 (DISC1) interactome and mental disorders: impact of mouse models. Neurosci Biobehav Rev. 2014 Sep;45:271-94. doi: 10.1016/j.neubiorev. 2014.07.001. Epub 2014 Jul 9. PMID: 25016072.
Clapcote SJ, Lipina TV, Millar JK, Mackie S, Chris-tie S, Ogawa F, Lerch JP, Trimble K, Uchiyama M, Sakuraba Y, Kaneda H, Shiroishi T, Houslay MD, Henkelman RM, Sled JG, Gondo Y, Porteous DJ, Roder JC. Behavioral phenotypes of Disc1 missense mutations in mice. Neuron. 2007 May 3;54(3):387-402. doi: 10.1016/j.neuron.2007.04.015. PMID: 17481393.
Lipina TV, Fletcher PJ, Lee FH, Wong AH, Roder JC. Disrupted-in-schizophrenia-1 Gln31Leu poly-morphism results in social anhedonia associated with monoaminergic imbalance and reduction of CREB and β-arrestin-1,2 in the nucleus accumbens in a mouse model of depression. Neuropsychopharma-cology. 2013 Feb;38(3):423-36. doi: 10.1038/npp.2012.197. Epub 2012 Sep 26. PMID: 23011268; PMCID: PMC3547193.
Serykh A, Khrapova MV, Dubrovina NI, Petrova ES, Mikhnevich N, Starostina MV, Amstislavskaya TG, Lipina TV. The increased density of the habenu-lar neurons, high impulsivity, aggression and re-sistant fear memory in Disc1-Q31L genetic mouse model of depression. Behav Brain Res. 2020 Aug 17;392:112693. doi: 10.1016/j.bbr.2020.112693. Epub 2020 May 15. PMID: 32422236.
Lipina TV, Niwa M, Jaaro-Peled H, Fletcher PJ, Seeman P, Sawa A, Roder JC. Enhanced dopamine function in DISC1-L100P mutant mice: implications for schizophrenia. Genes Brain Behav. 2010 Oct;9(7):777-89. doi: 10.1111/j.1601-183X. 2010.00615.x. Epub 2010 Aug 12. PMID: 20618446.
Mineur YS, Belzung C, Crusio WE. Effects of un-predictable chronic mild stress on anxiety and de-pression-like behavior in mice. Behav Brain Res. 2006 Nov 25;175(1):43-50. doi: 10.1016/ j.bbr.2006.07.029. Epub 2006 Oct 4. PMID: 17023061.
Lu Q, Mouri A, Yang Y, Kunisawa K, Teshigawara T, Hirakawa M, Mori Y, Yamamoto Y, Libo Z, Na-beshima T, Saito K. Chronic unpredictable mild stress-induced behavioral changes are coupled with dopaminergic hyperfunction and serotonergic hypo-function in mouse models of depression. Behav Brain Res. 2019 Oct 17;372:112053. doi: 10.1016/j.bbr.2019.112053. Epub 2019 Jul 6. PMID: 31288060.
Lee RS, Sawa A. Environmental stressors and epige-netic control of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Neuroendocrinology. 2014;100(4):278-87. doi: 10.1159/000369585. Epub 2014 Nov 18. PMID: 25427939; PMCID: PMC4428760.
Haque FN, Lipina TV, Roder JC, Wong AH. Social defeat interacts with Disc1 mutations in the mouse to affect behavior. Behav Brain Res. 2012 Aug 1;233(2):337-44. doi: 10.1016/j.bbr.2012.05.037. Epub 2012 May 30. PMID: 22659396.
Li N, Cui L, Song G, Guo L, Gu H, Cao H, Li GD, Zhou Y. Adolescent isolation interacts with DISC1 point mutation to impair adult social memory and synaptic functions in the hippocampus. Front Cell Neurosci. 2018 Aug 2;12:238. doi: 10.3389/ fncel.2018.00238. PMID: 30116177; PMCID: PMC6082952.
Pałucha-Poniewiera A, Podkowa K, Rafało-Ulińska A, Brański P, Burnat G. The influence of the dura-tion of chronic unpredictable mild stress on the be-havioural responses of C57BL/6J mice. Behav Pharmacol. 2020 Sep;31(6):574-582. doi: 10.1097/FBP.0000000000000564. PMID: 32433245.
Monteiro S, Roque S, de Sá-Calçada D, Sousa N, Correia-Neves M, Cerqueira JJ. An efficient chronic unpredictable stress protocol to induce stress-related responses in C57BL/6 mice. Front Psychiatry. 2015 Feb 2;6:6. doi: 10.3389/fpsyt.2015.00006. PMID: 25698978; PMCID: PMC4313595.
Taylor GT, Lerch S, Chourbaji S. Marble burying as compulsive behaviors in male and female mice. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2017;77(3):254-260. PMID: 29182616.
Seibenhener ML, Wooten MC. Use of the Open Field Maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. J Vis Exp. 2015 Feb 6;(96):e52434. doi: 10.3791/52434. PMID: 25742564; PMCID: PMC4354627.
Campos-Cardoso R, Godoy LD, Lazarini-Lopes W, Novaes LS, Dos Santos NB, Perfetti JG, Garcia-Cairasco N, Munhoz CD, Padovan CM. Exploring the light/dark box test: Protocols and implications for neuroscience research. J Neurosci Methods. 2023 Jan 15;384:109748. doi: 10.1016/j.jneumeth. 2022.109748. Epub 2022 Nov 21. PMID: 36410541.
Rein B, Ma K, Yan Z. A standardized social prefer-ence protocol for measuring social deficits in mouse models of autism. Nat Protoc. 2020 Oct;15(10):3464-3477. doi: 10.1038/s41596-020-0382-9. Epub 2020 Sep 7. PMID: 32895524; PMCID: PMC8103520.
Can A, Dao DT, Arad M, Terrillion CE, Piantadosi SC, Gould TD. The mouse forced swim test. J Vis Exp. 2012 Jan 29;(59):e3638. doi: 10.3791/3638. PMID: 22314943; PMCID: PMC3353513.
Gross M, Pinhasov A. Chronic mild stress in sub-missive mice: Marked polydipsia and social avoid-ance without hedonic deficit in the sucrose preference test. Behav Brain Res. 2016 Feb 1;298(Pt B):25-34. doi: 10.1016/j.bbr.2015.10.049. Epub 2015 Nov 6. PMID: 26522843.
Tianzhu Z, Shihai Y, Juan D. Antidepressant-like effects of cordycepin in a mice model of chronic un-predictable mild stress. Evid Based Complement Al-ternat Med. 2014;2014:438506. doi: 10.1155/2014/438506. Epub 2014 Dec 23. PMID: 25587342; PMCID: PMC4284936.
Yoshida K, Drew MR, Kono A, Mimura M, Takata N, Tanaka KF. Chronic social defeat stress impairs goal-directed behavior through dysregulation of ven-tral hippocampal activity in male mice. Neuropsy-chopharmacology. 2021 Aug;46(9):1606-1616. doi: 10.1038/s41386-021-00990-y. Epub 2021 Mar 10. PMID: 33692477; PMCID: PMC8280175.
Koutsikou S, Crook JJ, Earl EV, Leith JL, Watson TC, Lumb BM, Apps R. Neural substrates underly-ing fear-evoked freezing: the periaqueductal grey-cerebellar link. J Physiol. 2014 May 15;592(10):2197-213. doi: 10.1113/jphysiol. 2013.268714. Epub 2014 Mar 17. PMID: 24639484; PMCID: PMC4027863.
Wang S, Huang G, Yan J, Li C, Feng J, Chen Q, Zheng X, Li H, Li J, Wang L, Li H. Influence of ag-ing on chronic unpredictable mild stress-induced de-pression-like behavior in male C57BL/6J mice. Be-hav Brain Res. 2021 Sep 24;414:113486. doi: 10.1016/j.bbr.2021.113486. Epub 2021 Jul 22. PMID: 34302872.

Еще

Статья научная