Влияние хронического эмоционально-стрессового воздействия на поведение мышей с мутациями q31l и l100p в гене Disc1

Влияние хронического эмоционально-стрессового воздействия на поведение мышей с мутациями q31l и l100p в гене Disc1

 

Авторы

 

К.В. Смирнова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины», Новосибирск, Россия

Н.Д. Чижова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины», Новосибирск, Россия

Т.Г. Амстиславская

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины», Новосибирск, Россия; ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет», Новосибирск, Россия

 

https://doi.org/10.26617/1810-3111-2023-1(118)-104-113

 

Журнал:Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2023; 1(118): 104-113.

 

Реферат

В этиологию психических заболеваний зачастую вовлекаются как генетические, так и средовые факторы. Мутации в гене Disc1сами 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 гене Disc1.Цель: изучение особенностей поведенческого ответа мышей с мутациями в гене Disc1после непредсказуемого эмоционально-стрессового воздействия разной продолжительности. Материалы и методы. Проведено тестирование 3-4-месячных мышей-самцов трех генетических линий (WT и с точечной мутацией в гене Disc1, Q31Lи L100P). Для изучения поведенческого реагирования мышей с мутациями Disc1-Q31L-/-(Q31L) и Disc1-L100P-/-(L100P), характеризующихся депрессивно-подобным и шизофреноподобным поведением, подвергали хроническому непредсказуемому мягкому стрессу (ХНМС) длительностью 2 и 4 недели соответственно. После стрессового воздействия 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 L100Pстресс 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 Q31Lусиливается в результате стрессорного воздействия протяженностью 2 недели, тогда как мыши с генетически обусловленным шизофреноподобным фенотипом L100P формируют депрессивно-подобный статус после хронического стресса разной продолжительности.

 

Ключевые слова: белок DISC1, хронический стресс, депрессия, шизофрения, моделирование психопатологий, мыши.

 

Статья (pdf)

 

Связь с автором

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Дополнительные материалы

 

Для цитирования: Смирнова К.В., Чижова Н.Д., Амстиславская Т.Г. Влияние хронического эмоционально-стрессового воздействия на поведение мышей с мутациями q31l и l100p в гене Disc1. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2023. № 1 (118). С. 104-113. https://doi.org/10.26617/1810-3111-2023-1(118)-104-113

 

Литература

  1. GBD 2017 Disease and Injury Incidence and Prevalence 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.
  2. Knafo A, Jaffee SR. Gene-environment correlation in developmental psychopathology. Dev Psychopathol. 2013 Feb;25(1):1-6. doi: 10.1017/S0954579412000855. PMID: 23398748.
  3. Pinto RQ, Soares I, Carvalho-Correia E, Mesquita AR. Gene-environment interactions in psychopathology throughout early childhood: a systematic review. Psychiatr Genet. 2015 Dec;25(6):223-33. doi: 10.1097/YPG.0000000000000106. PMID: 26313931.
  4. Thomson PA, Malavasi EL, Grünewald E, Soares DC, Borkowska M, Millar JK. DISC1 genetics, biology and psychiatric illness. Front Biol (Beijing). 2013 Feb 1;8(1):1-31. doi: 10.1007/s11515-012-1254-7. PMID: 23550053; PMCID: PMC3580875.
  5. Tomoda T, Sumitomo A, Jaaro-Peled H, Sawa A. Utility and validity of DISC1 mouse models in biological psychiatry. Neuroscience. 2016 May 3;321:99-107. doi: 10.1016/j.neuroscience. 2015.12.061. Epub 2016 Jan 6. PMID: 26768401; PMCID: PMC4803604.
  6. 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.
  7. Clapcote SJ, Lipina TV, Millar JK, Mackie S, Christie 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.
  8. Lipina TV, Fletcher PJ, Lee FH, Wong AH, Roder JC. Disrupted-in-schizophrenia-1 Gln31Leu polymorphism 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. Neuropsychopharmacology. 2013 Feb;38(3):423-36. doi: 10.1038/npp.2012.197. Epub 2012 Sep 26. PMID: 23011268; PMCID: PMC3547193.
  9. Serykh A, Khrapova MV, Dubrovina NI, Petrova ES, Mikhnevich N, Starostina MV, Amstislavskaya TG, Lipina TV. The increased density of the habenular neurons, high impulsivity, aggression and resistant 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.
  10. 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.
  11. Mineur YS, Belzung C, Crusio WE. Effects of unpredictable chronic mild stress on anxiety and depression-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.
  12. Lu Q, Mouri A, Yang Y, Kunisawa K, Teshigawara T, Hirakawa M, Mori Y, Yamamoto Y, Libo Z, Nabeshima T, Saito K. Chronic unpredictable mild stress-induced behavioral changes are coupled with dopaminergic hyperfunction and serotonergic hypofunction 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.
  13. Lee RS, Sawa A. Environmental stressors and epigenetic 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. Pałucha-Poniewiera A, Podkowa K, Rafało-Ulińska A, Brański P, Burnat G. The influence of the duration of chronic unpredictable mild stress on the behavioural responses of C57BL/6J mice. Behav Pharmacol. 2020 Sep;31(6):574-582. doi: 10.1097/FBP.0000000000000564. PMID: 32433245.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. 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.
  21. Rein B, Ma K, Yan Z. A standardized social preference 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.
  22. 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.
  23. Gross M, Pinhasov A. Chronic mild stress in submissive mice: Marked polydipsia and social avoidance 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.
  24. Tianzhu Z, Shihai Y, Juan D. Antidepressant-like effects of cordycepin in a mice model of chronic unpredictable mild stress. Evid Based Complement Alternat Med. 2014;2014:438506. doi: 10.1155/2014/438506. Epub 2014 Dec 23. PMID: 25587342; PMCID: PMC4284936.
  25. Yoshida K, Drew MR, Kono A, Mimura M, Takata N, Tanaka KF. Chronic social defeat stress impairs goal-directed behavior through dysregulation of ventral hippocampal activity in male mice. Neuropsychopharmacology. 2021 Aug;46(9):1606-1616. doi: 10.1038/s41386-021-00990-y. Epub 2021 Mar 10. PMID: 33692477; PMCID: PMC8280175.
  26. Koutsikou S, Crook JJ, Earl EV, Leith JL, Watson TC, Lumb BM, Apps R. Neural substrates underlying 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.
  27. Wang S, Huang G, Yan J, Li C, Feng J, Chen Q, Zheng X, Li H, Li J, Wang L, Li H. Influence of aging on chronic unpredictable mild stress-induced depression-like behavior in male C57BL/6J mice. Behav Brain Res. 2021 Sep 24;414:113486. doi: 10.1016/j.bbr.2021.113486. Epub 2021 Jul 22. PMID: 34302872.