НЕЙРОХИМИЯ, 2004, том 21, № 3, с. 198-204
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 517.158+575.74
АКТИВНОСТЬ МОНОАМИНОКСИДАЗЫ МОЗГА; РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ НА УРОВНЕ ТРАНСКРИПЦИИ И АГРЕССИВНОСТЬ В ТЕСТЕ РЕЗИДЕНТ-ИНТРУДЕР МЫШЕЙ ББЛ/2
ПРИ СТАРЕНИИ
© 2004 г. Н. Н. Войтенко*, М. В. Храпова
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск
Параллельно изучению активности и регуляции активности на уровне транскрипции МАО А и Б типов в стволе и полушариях головного мозга у мышей ББЛ/2 2 и 6 мес. в покое и при эмоциональном стрессе проводилось изучение агрессивности в тесте резидент-интрудер. Мыши ББЛ/2 оказались животными с низкой агрессивностью в тесте резидент-интрудер при длительном периоде начала драк в обеих возрастных группах. Активность МАО А у 6-месячных мышей ББЛ/2 была выше, чем у 2-месячных, хотя агрессивность в обеих возрастных группах была сходной. Актиномицин Б у 6-месячных мышей ББЛ/2 в стволе мозга повышал активность МАО А. Несмотря на возможное существование транскрипционного фактора, понижающего экспрессию гена МАО А у 6-месячных мышей ББЛ/2, судя по повышающему активность МАО А действию актиномицина Б, активность МАО А у 6-месячных мышей ББЛ/2 была выше, чем у 2-месячных. Высказано предположение, что становление агрессивности происходит в пренатальном онтогенезе в критический период развития серотониновых нейронов ядер шва и находится под контролем генотипа особи, который регулирует геномное обеспечение регуляции активности МАО и выраженность агрессивности.
Ключевые слова: мозг, старение, агрессивность, актиномицин В, моноаминоксидаза
ВВЕДЕНИЕ
Уровень транскрипции у эукариот - наиболее значимый в регуляции экспрессии генов [1]. Экспрессия генов реализует генетическую информацию при переходе генотипа в фенотип [2]. Генотип особи определяет регуляцию активности фермента, в частности моноаминоксидазы (МАО) мозга на уровне транскрипции [3, 4], содержание биогенных аминов, субстратов МАО, в мозге [5], а также МАО-зависимые физиологические функции, одной из которых является агрессивное поведение [6]. Известные различия в геномном обеспечении активности МАО мозга у разных генотипов стимулировали поиск особенностей в молекулярных механизмах регуляции на уровне транскрипции активности МАО мозга при агрессивном поведении у генотипов с низкой и высокой выраженностью агрессивности. В предыдущей нашей работе [7] было показано, что высокоагрессивные мыши С57БЬ отличались от низкоагрессивных мышей СВА регуляцией активности на уровне транскрипции МАО А. Сохранится ли эта закономерность у других генотипов мышей с низкой агрессивностью не было известно. Наше внимание привлекли мыши линии ББЛ/2, которые характеризовались низкой интенсивностью аг-
* Адресат для корреспонденции: 630090 Новосибирск, пр. Лаврентьева, д. 10; e-mail: nvoit@bionet.nsc.ru
рессии при большом количестве мышей в популяции, проявляющих агрессивность [6], поскольку выявление центральных молекулярных механизмов регуляции низкой агрессивности актуально и необходимо для понимания возможности коррекции выраженности агрессивного поведения.
Пределы выраженности агрессивности от установления иерархии до криминала [8] зависят от наследственных факторов [9, 10], в реализации которых участвует серотониновая система мозга [11-13]. Участие моноаминоксидазы типа А, специфическим субстратом которой является серо-тонин, в центральных молекулярных механизмах регуляции агрессивного поведения показано неоднократно [14-20]. Так, люди с отсутствием гена МАО А [15] и люди с мутацией в 8-й экзоне гена МАО А [16] обладают импульсивной агрессивностью и склонностью к криминальной деятельности, а мыши с нокаутом гена МАО А [18] характеризуются повышенным содержанием серотонина в мозге и импульсивной агрессивностью. В соответствии с этими работами, в которых сниженная в раннем пренатальном онтогенезе активность МАО А была связана с нарушением в геномном обеспечении ее активности, находятся работы, в которых сниженная активность МАО А в раннем пренатальном онтогенезе достигалась экспериментально путем введения ингибиторов МАО матерям в течение всей беременности, включая кри-
тический период развития серотониновых нейронов ядер шва среднего мозга [19-22], и экспрессии МАО [23], а тестирование агрессивности проводилось на взрослых животных, рожденных матерями, обработанными ингибиторами МАО [14, 17, 20]. Приведенные исследования свидетельствуют о том, что сниженная активность МАО А и соответственно повышенный уровень серотони-на в развивающемся мозге в раннем пренаталь-ном онтогенезе ведут к появлению импульсивной агрессивности у взрослых особей в позднем онтогенезе.
В ходе постнатального онтогенеза активность А и Б типов МАО мозга неоднократно изменяется [24]. Эти изменения часто не однонаправлены у многих видов животных и человека. В то же время все изучавшиеся нами линии мышей характеризовались повышенной активностью МАО типов А и Б в мозге в позднем постнатальном онтогенезе [25]. Несмотря на то, что у мышей разных линий в молодом возрасте существуют гено-типические различия в уровнях агрессивности и интенсивности агрессии [6], до сих пор остается не изученным возможное появление изменений в МАО-зависимом агрессивном поведении у мышей при старении в условиях повышенной активности МАО А в мозге.
Цель настоящего исследования - изучение активности МАО мозга типов А и Б и регуляции активности на уровне транскрипции и спонтанной агрессивности у мышей DBA/2 в возрасте 2 и 6 мес.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Определение агрессивности. Опыты были поставлены на неизучавшихся нами ранее [3, 4, 25] самцах мышей DBA/2 в возрасте 2 и 6 мес. для изучения спонтанной агрессивности в тесте рези-дент-интрудер в качестве резидента и для определения активности и регуляции активности на уровне транскрипции МАО типов А и Б. Чтобы исключить провоцирующее агрессию влияние интрудера на поведение резидента в тесте резидент - интрудер в отдельных сериях экспериментов использовались две разные линии мышей ин-трудеров - BALB/C и A/He с противоположным характером защиты интрудера от нападения резидента. Большинство мышей интрудеров BALB/C провоцируют агрессию резидента поколачивани-ем хвоста о пол клетки, разгребанием подстилки, нападением на резидента. Среди мышей интрудеров A/He не наблюдалось провокаторов агрессии резидента [9]. В случае приближения резидента мыши A/He в большинстве своем демонстрировали позу подчинения - замирали в вертикальной стойке с поднятыми кверху и прижатыми к груди передними лапами, обнаженным животом и головой повернутой в сторону резидента. Но как
только резидент отвлекался, мыши A/He становились на четыре лапы, принимали горизонтальное положение и пытались найти выход из конфликтной ситуации. Возраст мышей интрудеров BALB/C и A/He всегда соответствовал возрасту мышей резидентов DBA/2.
В отдельной серии экспериментов в качестве как резидента, так и интрудера использовали мышей A/He, чтобы еще раз убедиться в ходе эксперимента в отсутствии спонтанной агрессивности у этих мышей.
Перед тестированием мышей резидентов рассаживали на 2 дня в индивидуальные клетки для снятия зоосоциального влияния на поведение и активность МАО. Активность тестируемого самца-резидента определяли со времени подсаживания в его клетку самца-интрудера в течение 10 мин. Не нападавших на интрудера в течение 10 мин резидентов квалифицировали как не агрессивных. За 10 мин эксперимента фиксировали количество драк, т.е. время, в течение которого самец-резидент дерется с интрудером. Количество драк и суммарное время драк за 10 мин социального взаимодействия определяли интенсивность агрессии [6]. Уровень агрессивности определяли по проценту дерущихся мышей в экспериментальной группе. Пары резидент-интрудер формировались спонтанно, использовали один раз и после социального контакта из дальнейшей работы исключали. Таким образом, спонтанную агрессивность мышей DBA/2 оценивали по уровню агрессивности и по интенсивности агрессии, учитывая латентное время драк. Мышей DBA/2, A/He, BALB/C содержали в стандартных условиях вивария ИЦиГ СО РАН при естественном освещении. Определение агрессивности проводили в 14 ч.
Определение активности МАО. Мышей DBA/2 2 и 6 мес. за два дня до эксперимента помещали в индивидуальные клетки для снятия зоосо-циальных взаимодействий. Содержали мышей DBA/2 в тех же условиях, что и мышей, у которых изучали агрессивное поведение. Эксперимент проводили в 8-9 ч. Эмоциональный стресс вызывали содержанием мышей в течение 60 мин в перфорированных металлических пеналах. Контролем служили интактные мыши в своих домашних клетках [26].
Участие генома в регуляции активности МАО мозга в покое и при стрессе изучали путем введения мышам актиномицина D, ингибитора синтеза ДНК-зависимой РНК-полимеразы в дозе 10 мкг на 100 г массы тела [27] внутрибрюшинно, и через 60 мин этих мышей помещали в перфорированные металлические пеналы на 60 мин, затем забивали. Контрольные мыши получали актиноми-цин D без последующего содержания в ограничивающих подвижность пеналах.
Таблица 1. Влияние стресса и актиномицина D на активность МАО мозга мышей DBA/2 в возрасте 2 мес. (M + SEM)
Серии опытов Ствол Полушария
МАО А МАО Б МАО А МАО Б
Контроль 7.52 ± 0.57 8.16 ± 0.55 2.83 ± 0.63* 3.43 ± 0.80*
(6) (6) (6) (6)
Стресс 6.65 ± 0.86 8.26 ± 0.91 3.03 ± 0.51 4.43 ± 0.69
(6) (6) (6) (6)
Актиномицин D 6.78 ± 1.28 8.56 ± 1.86 4.62 ± 0.91 4.40 ± 0.62
(6) (6) (6) (6)
Актиномицин D + стресс 9.69 ± 0.86 8.54 ± 1.21 5.37 ± 1.21 5.51 ± 1.21
(6) (6) (6) (6)
Примечание. * - p < 0.05 по сравнению со стволом. В скобках число животных.
Таблица 2. Влияние стресса и актиномицина Б на активность МАО мозга мышей БВА/2 в возрасте 6 мес. (М + 5 Е .М.)
Серии опытов Ствол Полушария
МАО А МАО Б МАО А МАО Б
Контроль 11.80 ± 1.55## 13.15 ± 1.48## 3.77 ± 0.46* 4.15 ± 0.25*
(6) (6) (6) (6)
Стресс 8.57 ± 1.95 7.90 ± 1.77 5.45 ± 1.44 4.16 ± 0.59
(6) (6) (6) (6)
Актиномицин D 19.15 ± 2.62# 19.95 ± 4.22 5.32 ± 0.95 4.73 ± 1.27
(6) (6) (6) (6)
Актиномицин D + стресс 15.02 ± 2.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.