http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=a390f96f-4414-4987-a037-ea3a5f3a5058&print=1© 2024 Российская академия наук
Ученые выполнят серию экспериментов на двух линиях крыс: экспериментальной НИСАГ и контрольной WAG, у которых разная реакция на одинаковые стрессовые условия. Обе линии получены из популяции Вистар (Wistar). После многолетнего отбора (более 30 поколений скрещиваний) по приросту уровня артериального давления (АД) в условиях стресса в 1990-х годах была получена линия крыс НИСАГ со стресс-чувствительной формой артериальной гипертонии. Это значит, что гипертония у них развивается без каких-либо дополнительных внешних воздействий. При норме систолического (верхнего) АД 120 мм рт. ст., как у крыс WAG, у крыс НИСАГ к возрасту двух месяцев оно достигает в среднем 175 мм рт. ст. в состоянии покоя и 200 мм рт. ст. во время стресса. «НИСАГ — это инбредная линия, в которой крысы практически идентичны друг другу по набору генов, что увеличивает вероятность установления генетических причин этого заболевания», — сообщает заведующий лабораторией эволюционной генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» доктор биологических наук Аркадий Львович Маркель. Он является автором этой линии крыс, аналогов которой на момент ее появления в мире не было. В эксперименте взрослые (трехмесячные) самцы НИСАГ и WAG будут исследованы как в состоянии покоя, так и после воздействия эмоционального стресса. Самки не будут задействованы, так как их лучше изучать отдельно из-за влияния гормональных циклов.
Для создания условий стресса и повышения уровня АД крыс НИСАГ поместят на два часа в тесную проволочную клетку в форме цилиндра, которая вызовет у них дискомфорт и состояние эмоционального стресса из-за отсутствия возможности свободно передвигаться. Сравнить это можно с человеком, который застрял в лифте: он будет испытывать тревожность и беспокойство пока находится в кабине. Линия крыс WAG, с которой ученые работают уже продолжительное время, используется в качестве контрольной группы для сравнения результатов с крысами линии НИСАГ.
Крыса НИСАГ во время тестирования поведения
В норме уровень АД позвоночных животных регулируется рефлекторно через барорецепторы — чувствительные нервные окончания в стенках кровеносных сосудов, которые непрерывно контролируют уровень АД и передают о нем информацию в регулирующие центры. В условиях стресса к ним подключаются и дополнительные механизмы, включая гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, которая вместе с другими схожими по функциям отделами поддерживает постоянство состава и свойств внутренней среды организма. С учетом этого анализ реакции генов-кандидатов на воздействие стресса планируется проводить в тканях мозга — гипоталамусе и гипофизе, а также в надпочечниках.
После того как крысы будут подвергнуты стрессовому воздействию, ученые при участии ООО «Институт геномного анализа» проведут секвенирование транскриптомов (определят первичную структуру молекул РНК) гипоталамуса, гипофиза и надпочечников и выявят различия в уровне транскрипции (один из этапов экспрессии — синтеза закодированных в гене белков) всех экспрессирующихся генов. Исследователи также возьмут на анализ кровь у экспериментальной группы и оценят в ней концентрацию катехоламинов (норадреналина и адреналина) и кортикостерона (аналог кортизола — гормона стресса у человека) для физиологической характеристики уровня стресса. АД будет измеряться при помощи тонометра через миниатюрную манжету на хвосте грызунов. «При помощи специальных баз данных мы посмотрим, какие изменения произойдут с экспрессией генов, ассоциируемых с гипертонией, и с какими биологическими процессами в организме это может быть связано. Результаты нашей работы позволят дать полную картину различий в реакции систем, регулирующих АД, на стресс у двух линий крыс и выявить ключевые гены-кандидаты, контролирующие резкое повышение давления у экспериментальной группы в условиях эмоционального стресса», — объясняет заведующая лабораторией генетики стресс-реактивности при артериальной гипертонии доктор биологических наук Ольга Евгеньевна Редина.
Исследование проводится при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 22-14-00082). Работа позволит определить новые молекулярные мишени для потенциального использования в диагностике, терапии и профилактике последствий стресса и откроет новые возможности для выхода к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения. «Наше исследование является фундаментальным, оно дает основу для дальнейших экспериментов, которые приблизят нас к нахождению генов-мишеней для терапевтического воздействия», — подчеркивает Ольга Редина. По результатам проекта к 2024 году планируется опубликовать не менее девяти полнотекстовых статей в таких базах данных, как Web of Science и Scopus.