Генотип-зависимое усиление персистентности повторяемого поведения лигандами TAAR5 (1)

1. Генотип - зависимое усиление персистентности повторяемого поведения лигандами TAAR5 в модели гипердофаминергического состояния

А.А. Карманова, студент 3 курса
Кафедра фармакологии, Медицинский институт СПбГУ
Лаборатория, в которой выполнено исследование: ФГБНУ «Институт Экспериментальной медицины»

2.

Нарушение дофаминергической регуляции
Переключаемость –
готовность прерывать
действие для
исследования новых
стимулов.
Персистентность –
способность
удерживать
текущую программу.
Дофаминергическая
система
(ценность/значимость стимула)
Норадренергическая
система голубого пятна
(регулирует внимание)

3.

Рецепторы следовых
аминов
Следовые амины – продукты
метаболизма аминокислот,
в организме присутствуют в крайне
низких концентрациях.
TAAR5
влияние на дофаминергическую систему
мало изучено;
связующее звено между
обонятельной системой и
лимбическими контурами.
Рецепторы следовых аминов
Trace Amine Associated Receptor
(TAAR)

4.

Цель исследования
Оценить:
• влияние лигандов TAAR5 на
повторяемое поведение
• зависимость эффектов от
генотипа
пола животного

5.

Материалы и методы
WT
DAT-HET
DAT-KO
Дикий тип
Гетерозиготы
Нокаут гена DAT

6.

Эстральный цикл
Фазы диэструсметаэструс *
Минимальный
уровень эстрогенов
Снижено влияние
половых гормонов на
нейромедиаторные
системы
Изоляция эффектов
лигандов от
гормональных
влияний
*Микроскопическое
исследование
гинекологического
мазка

7.

Лиганды TAAR5
Триметиламин(ТМА)
(ТМА)
Триметиламин
(природный агонист)
агонист)
(природный
продукт микробиоты
микробиоты
•• продукт
запах гниющей
гниющей рыбы
рыбы
•• запах
Тимберол (функциональный
(функциональныйантагонист)
антагонист)
Тимберол
компонент хвойных
хвойных растений
растений
•• компонент
повышает порог
порог обонятельного
обонятельного восприятия
восприятия
•• повышает
рыбного запаха
запаха триметиламина
триметиламина
рыбного
древесно-янтарный запах
аромат
•• древесно-янтарный
Интраназально 20 мкл
Выдерживали 20 минут
Поведенческий тест
Контроль:
физиологический раствор
+ 0,01% этанол без
препарата (растворитель).
Комбинация: интраназально
интраназально
Комбинация:
последовательно:
последовательно:
Тимберол —15
—15 минут
минут —
— TMA
TMA
Тимберол
Выдерживали 15 минут
после второго введения

8.

Поведенческие тесты
Тест закапывания шариков
(marble burying)
Оценивалось удержание
повторяемой
сенсомоторной программы.
Тест разрушения гнездового
материала
(nestlet shredding)
Оценивался балл дезорганизации
(уровень тревожности)
степень повреждения материала
НЕ
повреждено
0
Поврежден
полностью
2
Частично
хаотично
1
Полностью
хаотично
локализация материала
Локальная
0
Повреждено
частично
1
2

9.

Дизайн исследования и статистический анализ
Дизайн: внутрисубъектный
Однофакторный дисперсионный
анализ (One-way ANOVA)
Сравнение разных групп животных
в контроле
Дисперсионный анализ с
повторными измерениями
(Repeated Measures ANOVA)
Сравнение поведения одной и той же
крысы в контрольных условиях и
после введения препаратов
Пост-хок анализ по Даннету
Сравнение каждого результата с
результатами контрольной группы

10.

Результаты
(контрольные условия)
WT vs
HET*
Δ=1,8
p=0,0342
WT vs
KO*
Δ=1,8
p=0,0342
WT vs
HET*
Δ=2,22
p=0,0436
WT vs
HET*
Δ=1,05
p=0,0148
WT vs
KO**
Δ=1,50
p=0,0045
Самцы:
уровень закапывания
шариков был ниже у
DAT-HET и
DAT-KO, чем у WT.
Самки:
наиболее низкий уровень
закапывания шариков
DAT-HET.

11.

Результаты (самцы)
Контроль
vs ТМА*
Δ= -4,0
p=0,0305
WT: ТМА снизил число
закопанных шариков.
DAT-HET и DAT-KO:
Контроль
Δ=+3,33
vs
Тимберол*
p=
0,0168
Тимберол
увеличил закапывание
шариков.
DAT-HET:
Контроль
vs
Тимберол**
Δ=+2,2 p=
0,0096
Комбинация (Тимберол+TMА)
возвращала закапывание к
уровню, близкому к контролю.

12.

Результаты (самки)
Контроль
vs ТМА*
Δ=+2,0 p=0,0346
Контроль
Δ=1,8
vs
Комбинация
**
Контроль
vs ТМА**
p=0,0026
Δ=+2,56 p=0,0090
Контроль
Δ= -2,4 p=0,0363
vs
Комбинация*
Наблюдалась инверсия
(переворот) эффектов
по сравнению с самцами:
WT и DAT-HET:
ТМА усилил
закапывание шариков.
WT и DAT-KО: комбинация
(ТМА+ Тимберол) резко
снизила число
закопанных шариков.

13.

Главный вывод
Эффект лигандов TAAR5
критически зависит от генотипа
(сохранности функции DAT).

14.

Компенсаторные механизмы
У DAT-KO врожденно
отсутствует DAT
Снижение содержания дофамина в нейронах
Снижение выработки тирозингидроксилазы
Десенситизация дофаминовых рецепторов
Уменьшение дорсального стриатума и
компенсаторное увеличение мозжечка
Увеличение уровня миоинозитола
(маркер глиальной активности)
Активация альтернативных транспортеров
Повышение антиоксидантной защиты
Компенсаторные механизмы
Новое состояние – патологическое,
но устойчивое
комбинация
один лиганд
(Тимберол + ТМА)
(ТМА или Тимберол)
нет значимого
эффекта
перенастройка оси
адаптация преодолена
вызывает
заметный эффект.

15.

ПОЧЕМУ У DAT-HET ЭТИ МЕХАНИЗМЫ НЕ РАБОТАЮТ?
DAT-HET –
частичное нарушение обратного
захвата дофамина
Компенсаторные механизмы не
полностью сформировались
Максимально нестабильная система,
между нормой и патологией
Быстро теряют интерес и
переключаются
Вывод:
нестабильность делает DAT-HET
высокочувствительными к
фармакологическим препаратам
достаточно лишь одного
лиганда для изменения
стратегии поведения

16.

Выводы
Один и тот же сигнал - противоположные реакции у самцов и самок
Самцы
1. Нет циклических гормональных колебаний
2. Норадренергическая система менее реактивна
Самки
1.
2.
В диэструс-метаэструс уровень эстрогенов ниже
Норадренергическая система более реактивна
Склонность продолжать закапывание
шариков (удерживание внимания
на текущей задаче)
Быстрая потеря интереса к закапыванию
шариков, переключение на исследование
среды.​
Самцы прекращение текущего действия,
WT: переключение на исследование
окружающей среды
ТМА
Самки усиление концентрации
WT: на текущем действии

17.

Заключение
Показана возможность модуляции компульсивноподобного (ОКР)
и импульсивнопободного (СДВГ) поведения через систему
рецепторов следовых аминов.​
TAAR5 выступает как селективный модулятор поведения,
способный корректировать баланс между удержанием и
переключением поведения без повышения тревожности.

18.

Спасибо за внимание!