CC BY
28
Список литературы:
1. Чураков Б.П., Белоногов A.A. Заражённость внутривидовых форм осины ложным осиновым трутовиком в осиновых древостоях Ульяновской области // Геоэкологические проблемы Среднего Поволжья: сборник науч. труд. регионального научного семинара. - Ульяновск: УлГУ, 2008.
2. Ежов О.Н., Ершов Р.В. Щекалев Р.В. Влияние лесоводственно-так-сационных показателей осиновых древостоев на их заражённость дерево-разрушающими грибами в Архангельской области // Лесной журнал. -2009. - № 1. - С. 191-195.
3. Руководство по проектированию, организации и ведению лесопато-логического мониторинга (утверждённого приказом МПР РФ №523 от 29 декабря 2007 г.).
ИЗУЧЕНИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКОГО НЕЙРОГЕНЕЗА ИА МОДЕЛИ НАРУШЕНИЯ СОМАТОСЕНСОРНОГО СОЗРЕВАНИЯ У МЫШЕЙ
© Лобанов A.B.*
Филиал учреждения Российской академии наук Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова, г. Пущино Пущинский государственный университет, г. Пущино
Дта изучения механизмов возникновения перинатальных аномалий развития мозга, актуальной задачей является создание экспериментальных биологических моделей, которые позволили бы устанавливать взаимосвязь между нарушениями в закладке мозга и последующими нарушениями в соматосенсорном развитии. Данная работа посвящена анализу возможности применения подобной модели, с вызванным нарушением закладки коры мозга при помощи антипролиферативного агента. Обсуждается специфика разных сроков воздействия на нейрогенез.
Изучение антенатального повреждающего нейротоксического действия фармакологических веществ при помощи поведенческих тестов в по-стнатальный период развития потомства возможно двумя методическими подходами. Первый метод называется кросс-секционным и заключается в поэтапном тестировании животных в определенном возрасте в соответствии с постепенным развитием поведения в постнатальный период. Он позволяет оценить наиболее серьезные нарушения развития животных на последних этапах формирования изучаемых признаков [8]. Этот подход
* Младший научный сотрудник лаборатории Биологических испытаний ФИБХ РАН, кандидат биологических наук.
лег в основу международных OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development) [4] и американских EPA (U.S. Enviromental Protection Agency) [6] руководств по изучению антенатального повреждающего ней-ротоксического действия фармакологических веществ на потомстве животных. В отечественной доклинической практике в подобных исследованиях возможно использование как кросс-секционного, так и второго -лонгитудинального метода, который позволяет оценивать изучаемый показатель в динамике в течение нескольких дней его формирования [2]. Причем, в соответствии с отечественными и зарубежными протоколами по изучению антенатального повреждающего действия веществ, исследования преимущественно проводятся на крысах; использование других видов животных возможно, но требует корректировки методов и сроков исследования. В нашей работе применялся лонгитудинальный метод, специально разработанный для исследования постнатального развития мышей и позволяющий оценить соматический и неврологический статус у развивающихся животных. Для его апробации была использована модель фармакологического нарушения развития коры мозга в эмбриональном периоде у мышей [7]. В качестве нейротоксического агента использовалось стандартное вещество - цитозинарабиноза (Ara-c), которое является ингибитором синтеза ДНК и обладает мощным тератогенным действием [7].
Целью работы было оценить адекватность метода для использования в изучении антенатального повреждающего действия веществ.
Методы
В экспериментах использовались мыши C57BL/6 SPF-статуса, полученные из Питомника лабораторных животных ФИБХ РАН, Пущино. У самок получали датированную беременность. На 12,5-е и 13,5-е эмбриональные сутки развития (ЭС) самкам первой опытной группы и на 13,514,5-е ЭС - второй опытной группы животных внутрибрюшинно вводилось вещество цитозинарабиноза (1-ß-D-Arabinofuranosylcytosine) (Sigma) в дозе 3 мг/кг. Контролем к этим группам служили животные, самки которых получали растворитель - 1 % диметил сульфоксид (Dimethyl Sulfoxide (DMSO)) (Serva) в те же сроки беременности, что и соответствующая опытная группа (табл. 1).
Таблица 1
Распределение животных по группам в эксперименте
Название группы Вводимое вещество Эмбриональные сроки введения вещества Количество животных (n)
DMSO 1 растворитель DMSO 12,5-13,5 26
DMSO 2 растворитель DMSO 13,5-14,5 25
DMSO+Ara-c 1 DMSO+Ara-c 12,5-13,5 30
DMSO+Ara-c 2 DMSO+Ara-c 13,5-14,5 30
Для тестирования потомства использовалась батарея тестов по оценке развивающегося поведенческого фенотипа мышей [3, с. 896; 5, с. 234]. Тестирование животных проводилось непрерывно в период с 1 по 21 сутки после рождения.
Результаты и обсуждение
Результаты проведенных тестов позволили оценить влияние Ага-с, введенной в период беременности, на соматическое и соматосенсорное развитие потомства. В работе представлена часть полученных экспериментальных данных.
Наиболее важным показателем соматического развития животных является динамика массы тела. В результате исследования этого показателя было установлено, что при первом сроке введения (12,5-13,5-е ЭС) Ага-с не оказывала существенного влияния на физическое развитие потомства. Однако, при втором сроке введения (13,5-14,5-е ЭС) этого вещества наблюдалось значительное отставание в увеличении массы тела у мышей как по сравнению с соответствующей контрольной группой, так и в отношении первой опытной группы (рис. 1).
возраст, постнатальные сутки
Условные обозначения:
* - р < 0,05 различия между группами БМ8О 1 и БМЗО+Ага-с 1 по тесту Ньюмана-
Кеулса;
+ - р < 0,05 различия между группами БМЗО 2 и БМЗО+Ага-с 2 по тесту Ньюмана-Кеулса;
# - р < 0,05 различия между группами БМЗО+Ага-с 1 и БМЗО+Ага-с 2по тесту Ньюма-
на-Кеулса.
Рис. 1. Постнатальная динамика массы тела у мышей С57ВЬ/6 с пренатальным введением Ага-с
Антенатальное повреждающее нейротоксическое действие препарата изучалось по формированию сенсомоторных реакций в постнатальный пе-
риод. У животных первой опытной группы (БМЕО+Ага-с 1) способность переворачиваться на горизонтальной поверхности, а также способность подниматься и спускаться по вертикальному канату характеризовались более быстрыми темпами развития на начальных этапах созревания в сравнении с контрольной группой (табл. 2). В то же время, негативный геотропизм, способность удерживаться на вертикальной сетке головой вверх и вниз, зрительный плейсинг развивались с отставанием по сравнению с контролем на аналогичных начальных этапах (табл. 2). У животных второй экспериментальной группы (ЭМ8О+Ага-с 2) в формировании способности переворачиваться на горизонтальной поверхности и развитии реакции негативного геотропизма аномалий относительно контроля обнаружено не было. Однако были найдены отставания в формировании визуального плейсинга и способности удерживаться на сетке головой вверх и вниз, а так же ускорение в развитии способности передвигаться по канату в обоих направлениях в сравнении с контролем (табл. 2).
Таблица 2
Изменение показателей сенсомоторного развития у мышей с пренатальным введением Ага-с относительно контроля
Изучаемый показатель Постнатальные сутки Изменение показателя, %
DMSO+Ara-c 1 DMSO+Ara-c 2
Негативный геотропизм 1 -32* # 10
2 0 0
Переворачивание 2 21 # -5
3 -2 3
Визуальный плейсинг 14 -1 -24+
15 -33* -43+
16 -28* -10
Удержание на вертикальной сетке головой вверх 10 -17* # 0
Удержание на вертикальной сетке головой вниз 10 -37* -47+
11 -29* -24+
12 -2 -10
Подъем по вертикальному канату 10 24* 34+
Спуск по вертикальному канату 13 22* 16+
14 20* # -11
15 22 # 2
Примечание: * - р < 0,05 различия между группами DMSO 1 и DMSO+Ara-c 1 по Фишеру, критерий Chi2; + - р < 0,05 различия между группами DMSO 2 и DMSO+Ara-c 2 по Фишеру, критерий Chi2; # - р < 0,05 различия между группами DMSO+Ara-c 1 и DMSO+Ara-c 2 по Фишеру, критерий Chi2.
Межгрупповое сравнение экспериментальных групп мышей с различными сроками пренатального воздействия Ara-c показало, что у животных
первой группы по сравнению со второй сенсомоторные нарушении многочисленнее и выраженнее, что свидетельствует о более сильном нейротокси-ческом действии Ara-c при введении на 12,5-13,5 ЭС. Причем этот эффект выявлен на фоне меньшего физического отставания в развитии. У животных второй группы, несмотря на выраженное отставание в соматическом созревании, нейротоксическое воздействие Ara-c было ниже. Таким образом, данный метод исследования антенатального повреждающего действия ан-типролиферативного агента Ara-c позволил выявить токсическое действие вещества и провести его тонкую оценку в зависимости от сроков введения препарата. Причем, нейротоксические эффекты были обнаружены на начальных этапах формирования исследуемых показателей развития, что является достоинством лонгитудинального метода исследования.
Список литературы:
1. Зарайская И.Ю., Александрова Е.А. Сравнительный подход к изучению системогенеза ранних поведенческих актов / И.Ю.Зарайская // XYIII съезд физиологического общества им И.П. Павлова: тез. докл. - Казань, 2001. С.93.
2. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под. ред. РУ Хабриева. - 2-изд., пе-рераб. и доп. - М.: Медицина, 2005. - 832 с.
3. Altman J. Postnatal development of locomotion in the laboratory rat / J. Altman, K. Sudarshan // Anim. Behav. - 1975. - T. 23. - P. 896-920.
4. Draft Test Guideline 426: Developmental Neurotoxicity Study [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. (1 файл). - 2006. - Режим доступа: www.oecd.org/dataoecd/20/52/37622194.pdf. - Загл. с экрана.
5. Fox M.W. Reflex-ontogeny and behavioral development of the mouse / M.W. Fox // Anim. Behav. - 1965. - T. 13. - P. 234-241.
6. Health Effects Test Guidelines OPPTS 870.6300 Developmental Neurotoxicity Study [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. (1 файл). - 2006. -Режим доступа: www.epa.gov/opptsfrs/publications/OPPTS_Harmonized/ 870_Health_Effects_Test_Guidelines/Series/870-6300.pdf. - Загл. с экрана.
7. Takano T. Neuronal apoptosis and gray matter heterotopia in microcephaly produced by cytosine arabinoside in mice / T. Takano, S. Akahori, Y. Ta-keuchi // Brain Res. - 2006. - T. 1089, № 1. - P. 55-66.
8. Williams E. The development of social behavior patterns in the mouse, in relation to natural periods / E. Williams, J.P Scott // Behavior. - 1953 - T. 6. - P. 35-64.
9. Yamauchi H. Involvement of p53 in 1-beta-D-arabinofuranosylcytosine-induced rat fetal brain lesions / H. Yamauchi, K. Katayama, M. Ueno // Neuro-toxicol. Teratol. - 2004. - T. 26, № 4. - P. 579-86.
