CC BY
7
https://doi.org/10.33647/2713-0428-19-3E-90-94
(«О
ВУ 4.0
ПЕПТИД HLDF-6-H ПРОЯВЛЯЕТ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ПРИ РАЗВИТИИ ДЕПРЕССИИ НА МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА
С.А. Зозуля1*, О.Ю. Соколов1, Н.В. Кост1, Н.В. Баймеева1, А.К. Дадаян2,
Ю.А. Золотарев2
1 ФГБНУ «Научный центр психического здоровья» 115522, Российская Федерация, Москва, Каширское ш., 34
2 ФГБНУ «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» 123182, Российская Федерация, Москва, пл. Академика Курчатова, 2
Цель работы — выяснение противовоспалительного действия пептида HLDF-6-Н (ТЫ^1у^1и-№е-Н^-А^), являющегося биоактивным фрагментом фактора дифференцировки лейкоцитов HLDF, на модели досимптомной стадии болезни Паркинсона (БП).
В исследовании использована модель досимптомной стадии БП, основанная на введении мышам С57В1/6 умеренных доз токсина МФТП. HLDF-6-Н вводили интраназально в дозе 300 мкг/кг ежедневно в течение 3 недель. Выраженность депрессии определяли по времени иммобилизации в тесте Порсолта. В сыворотке крови с помощью MS-анализа определяли уровень 10 стероидов. Активность маркеров воспаления лейкоцитарной эластазы (ЛЭ) и а1-протеиназного ингибитора (а1-ПИ) определяли с помощью кинетических методов.
О развитии воспалительного процесса под действием МФТП свидетельствует повышение активности а1-ПИ, противовоспалительное действие пептида выражается в снижении активности ЛЭ и а1-ПИ. При этом время иммобилизации мышей в тесте Порсолта положительно коррелировало с а1-ПИ и ЛЭ, что может свидетельствовать о роли воспаления в процессе развития депрессии. На общей выборке мышей обнаружена положительная корреляция между эстрадиолом и ЛЭ. В группе мышей, получавших пептид, а1-ПИ положительно коррелировал с кортикостероном и отрицательно с эстрадиолом и андростендионом. Можно предположить, что противовоспалительное действие пептида связано с регуляцией кортикостероидов и половых гормонов. Таким образом, в использованной экспериментальной модели досимптомной стадии БП наблюдается развитие патологии в виде депрессивно-подобного синдрома и нейроэндокринных нарушений. Хроническое применение HLDF-6-H оказывает антидепрессивное и противовоспалительное действие.
Ключевые слова: модели болезни Паркинсона, пептид HLDF-6, тест Порсолта, нейровоспаление, лейкоцитарная эластаза, стероиды
Конфликт интересов: авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: работа частично поддержана Программой фундаментальных исследований Президиума Российской академии наук, проект № 01201353020.
Для цитирования: Зозуля С.А., Соколов О.Ю., Кост Н.В., Баймеева Н.В., Дадаян А.К., Золотарев Ю.А. Пептид HLDF-6-H проявляет противовоспалительное действие при развитии депрессии на МФТП модели болезни Паркинсона. Биомедицина. 2023;19(3Е):90-94. https://doi.org/10.33647/2713-0428-19-3Е-90-94
Поступила 24.04.2023
Принята после доработки 23.05.2023
Опубликована 06.11.2023
Зозуля С.А., Соколов О.Ю., Кост Н.В., Баймеева Н.В., Дадаян А.К., Золотарев Ю.А.
«Пептид HLDF-6-H проявляет противовоспалительное действие при развитии депрессии на МФТП модели болезни Паркинсона»
HLDF-6-H PEPTIDE EXHIBITS AN ANTI-INFLAMMATORY EFFECT IN THE DEVELOPMENT OF DEPRESSION IN AN MPTP MODEL OF PARKINSON'S DISEASE
Svetlana A. Zozulya1*, Oleg Yu. Sokolov1, Natalia V. Kost1, Natalia V. Baimeeva1, Alexandr K. Dadayan2, Yuriy A. Zolotarev2
1 Mental Health Research Center 115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoe Highway, 34
2 National Research Center "Kurchatov Institute" 123182, Russian Federation, Moscow, Akademika Kurchatova Square, 2
In this work, we investigate the anti-inflammatory effect of the HLDF-6-H peptide (Thr-Gly-Glu-Hse-His-Arg) in a model of the presymptomatic stage of Parkinson's disease (PD). This peptide is a bioactive fragment of the HLDF leukocyte differentiation factor. The presymptomatic stage of PD was modelled by introducing moderate doses of MPTP toxin to C57Bl/6 mice. HLDF-6-H was administered intranasally at a dose of 300 ^g/kg daily for three weeks. The severity of depression was determined by the time of immobilization in a Porsolt test. The serum levels of 10 steroids were determined using MS analysis. The activity of inflammatory markers leukocyte elastase (LE) and a1-proteinase inhibitor (a1-PI) was determined using kinetic methods. The development of an inflammatory process under the influence of MPTP is evidenced by an increase in the activity of a1-PI; the anti-inflammatory effect of the peptide is manifested in a decreased activity of LE and a1-PI. At the same time, the immobilization time of mice in a Porsolt test positively correlated with a1-PI and LE, which may indicate the role of inflammation in the development of depression. A positive correlation between estradiol and LE was found in the general sample of mice. In the group of mice treated with the peptide, a1-PI correlated positively with corticosterone and negatively with estradiol and androstenedione. It can be assumed that the anti-inflammatory effect of the peptide is associated with the regulation of corticosteroids and sex hormones. Hence, the applied experimental model confirmed the development of a depressive-like syndrome and neuroendocrine disorders in the presymptomatic stage of PD. The long-term use of HLDF-6-H has antidepressant and anti-inflammatory effects.
Keywords: Parkinson's disease models, HLDF-6 peptide, Porsolt test, neuroinflammation, leukocyte elastase, steroids
Conflict of interest: the authors declare no conflict of interest.
Funding: the study was partially supported by the Program for Basic Research of the Presidium of the Russian Academy of Sciences, project No. 01201353020.
For citation: Zozulya S.A., Sokolov O.Yu., Kost N.V., Baimeeva N.V., Dadayan A.K., Zolotarev Yu.A. HLDF-6-H Peptide Exhibits an Anti-inflammatory Effect in the Development of Depression in an MPTP Model of Parkinson's Disease. Journal Biomed. 2023;19(3Е):90-94. https://doi.org/10.33647/2713-0428-19-3Е-90-94
Submitted 24.04.2023 Revised 23.05.2023 Published 06.11.2023
Введение лению. Характерной чертой развития БП
Известно, что в этиологии и течении является активация микроглии и усиление
болезни Паркинсона (БП) существенную продукции хемокинов, цитокинов, белков
роль играет окислительный стресс, воз- острой фазы и других медиаторов воспале-
никающий в результате дисбаланса между ния. На МФТП (1-метил-4-фенил-1,2,3,6-
уровнями активных оксидантов и анти- тетрагидропиридин) модели БП установле-
оксидантов и приводящий к нейровоспа- но, что развитие патологического процесса
сопровождается изменением уровней цито-кинов воспаления в тканях мозга и стероидных гормонов в сыворотке крови [4].
Установлено, что воспалительные реакции при органических непсихотических расстройствах непосредственно связаны с лейкоцитарной эластазой (ЛЭ), а1-протеиназным ингибитором (а1-ПИ), являющимися факторами врожденного и адаптивного иммунитета [1]. Излишняя активность ЛЭ может приводить к повреждению эндотелия сосудов мозга и вторичным метаболическим повреждениям. Основным регулятором активности ЛЭ является а1-ПИ, который относится к белкам острой фазы, синтезирующимся в печени. Соотношение протеаз и их ингибиторов, т.н. «протеазно-ингибиторный индекс» (ПИИ), характеризует активность воспалительных реакций и в большой мере определяет их направленность на ослабление или усиление деструктивного процесса.
Современная терапия БП направлена на лечение последствий дегенерации дофаминовых нейронов, а не на неотъемлемую причину заболевания. Потенциальным кандидатом на роль нетоксичного и высокоэффективного препарата является пептид HLDF-6-H (ТЫ^1у^1и-№е-Ш8-А^), гомосериновое производное фрагмента 4146 фактора дифференцировки лейкоцитов человека HLDF [3]. Также было показано, что HLDF-6-H снижает вызванные старением воспалительные реакции у старых крыс.
Целью исследования явилось выяснение противовоспалительного действия пептида HLDF-6-Н на МФТП модели досимптомной стадии БП.
Материалы и методы
Пептид HLDF-6-Н был синтезирован классическим твердофазным методом с использованием Boc/Bz1-процедуры в ООО «8уйоп^аЬ».
В исследовании использована модель досимптомной стадии БП, основанная на введении мышам умеренных доз токсина МФТП. Исследовали 38 мышей-самцов линии С57В1/6 в возрасте 7-8 недель массой 22-23 г, полученных из Филиала «Столбовая» ФГБУН НЦМБТ ФМБА России (Московская обл.). Мышей содержали по 6-7 животных в клетке со свободным доступом к воде и пище при 21°С с использованием 12/12-часового цикла свет/темнота. Животные были случайным образом разделены на 3 группы. Мыши группы «Токсин» (13 мышей) и «Пептид» (12 мышей) получали двукратно внутри-брюшинно МФТП в дозе 18 мг/кг с интервалом 2 ч в объеме 200 мкл, а мышам группы «Контроль» вводили физ. р-р (ФР) в том же объеме. Лечение HDLF-6-Н начинали через 1 ч после введения токсина. Пептид вводили интраназально в дозе 300 мкг/кг в объеме 6 мкл ежедневно в течение 3 недель. Животным из групп «Контроль» и «Токсин» интраназально вводили ФР.
Еженедельно тестировали время иммобилизации мышей при принудительном плавании (ПП, тест Порсолта) в воде комнатной температуры в течение 5 мин. По окончании эксперимента животных декапитирова-ли под эфирным наркозом. Кровь собирали у животных сразу после их декапитации. Сыворотку отделяли центрифугированием и хранили при -80°С до анализа.
В сыворотке крови с помощью М8-анализа определяли уровень 10 стероидов, включая тестостерон, эстрадиол, прогестерон и кортикостерон. Активность ЛЭ и а1-ПИ определяли по скорости гидролиза субстрата ВОС (В0С-А1а-0^) и по степени торможения ВАЕЕ-эстеразной активности трипсина [2].
Результаты и их обсуждение
Тест ПП показал, что через 3 недели после введения токсина у мышей развивается
Зозуля С.А., Соколов О.Ю., Кост Н.В., Баймеева Н.В., Дадаян А.К., Золотарев Ю.А.
«Пептид HLDF-6-H проявляет противовоспалительное действие при развитии депрессии на МФТП модели болезни Паркинсона»
депрессивноподобный синдром, который блокируется пептидом HLDF-6-H. Время иммобилизации мышей в 1,5 раза повышается под действием токсина и снижается практически до уровня контроля после хронического введения пептида (141±17, 204±20 и 172±11 сек в группах «Контроль», «Токсин» и «Пептид» соответственно, р<0,05). При тестировании на первой и второй неделях после введения токсина подобных отличий не наблюдалось. Активность ЛЭ в сыворотке крови отражает функциональную активность нейтрофилов. Токсин не повлиял на этот параметр (6,8±0,1 нмоль/ минл в группах «Контроль» и «Токсин»), а введение пептида снизило активность ЛЭ до 6,4±0,1 нмоль/минл (р<0,05). Содержание белка острой фазы воспаления а1-ПИ повысилось после введения токсина с 71±4,5 до 91±4,5 ИЕ/мл (р<0,05), а в группе мышей, получавших пептид, этот параметр достоверно не отличался от контроля (85±5 ИЕ/мл). Соотношение этих параметров, отражающее активность протеолити-ческой системы воспаления (ПИИ), снизилось под действием токсина (101±8; 77±4 и 79±6 в группах «Контроль», «Токсин» и «Пептид» соответственно, р<0,05). Полученные данные свидетельствуют о развитии воспалительного процесса под действием МФТП и противовоспалительном действии пептида. Корреляционный анализ показал, что время иммобилизации мышей в тесте I II I на 3-й, но не на 1-й неделе положительно коррелировало с а1-ПИ (r=+0,48; p=0,002). Положительная корреляция на-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ | REFERENCES
1. Андросова Л.В., Ветлугина Т.П., Никитина В.Б., Зозуля С.А., Отман И.Н., Белокрылова М.Ф., Клюшник Т.П. Воспалительные маркеры при органических непсихотических расстройствах. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2023;123(3):88-93. [Androsova L.V., Vetlugi-na T.P., Nikitina V.B., Zozulya S.A., Otman I.N., Belokrylo-va M.F., Klyushnik T.P. Vospalitel'nye markery pri
блюдалась и между пассивным плаванием мышей на 2-й неделе и ЛЭ (г=+0,7; р=0,02), что может свидетельствовать о роли воспаления в процессе развития депрессии.
В использованной модели наблюдалось обратимое пептидом снижение уровня эстрадиола (26±4; 19±1 и 24±3 пг/мл в группах «Контроль», «Токсин» и «Пептид» соответственно, р<0,05) и кортизола (1,52±0,26; 0,88±0,09 и 1,24±0,19 нмоль/л в группах «Контроль», «Токсин» и «Пептид» соответственно, р<0,05). Уровень андростен-диона снижался под действием пептида (0,51±0,06; 0,54±0,10 и 0,33±0,05 нмоль/л в группах «Контроль», «Токсин» и «Пептид» соответственно, р<0,05). При этом на общей выборке мышей обнаружена положительная корреляция между эстрадиолом и ЛЭ (г=0,58; р=0,04). В группе мышей, получавших пептид, а1-ПИ положительно коррелировал с кортикостероном (г=+0,62; р=0,033) и отрицательно — с эстрадиолом (г=-0,70; р=0,01) и андростендионом (г =-0,71; р=0,009). Предполагается, что противовоспалительное действие пептида связано с регуляцией кортикостероидов и половых гормонов.
Выводы
В использованной экспериментальной модели наблюдается развитие патологии в виде депрессивно-подобного синдрома, нейроэндокринных нарушений и активации воспалительных реакций. Курсовое применение HLDF-6-H оказывает антидепрессивное и противовоспалительное действие.
organicheskih nepsihoticheskih rasstrojstvah [Inflammatory markers in organic nonpsychotic disorders]. S.S. Korsakov J. of Neurology and Psychiatry. 2023;123(3):88-93. (In Russian)]. DOI: 10.17116/ jnevro202312303188.
2. Зозуля С.А.,ТихоновД.В.,Каледа В.Г., КлюшникТ.П. Иммуновоспалительные маркеры становления ремиссии после первого психотического приступа
в юношеском возрасте. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2021;121(6): 59-66. [Zozulya S.A., Tikhonov D.V., Kaleda V.G., Klyushnik T.P. Immunovospalitel'nye markery stanov-leniya remissii posle pervogo psihoticheskogo pristu-pa v yunosheskom vozraste. [Immunoinflammatory markers of remission formation after the first psychotic attack in adolescence]. S.S. Korsakov J. of Neurology and Psychiatry. 2021;121(6):59-66. (In Russian)]. DOI: 10.17116/jnevro202112106159.
3. Sokolov O.Yu., Prokhorova T.A., Tereshkina E.B., Zozulya S.A., Simonov A.N., Kost N.V., Dadayan A.K.,
Bogachouk A.P., Zolotarev Yu.A. Neurotropic peptide HLDF-6-amide reduces age-related decline in sexual activity in old male rats. Experimental Gerontology. 149,2021;111329. DOI: 10.1016/j.exger.2021.111329.
4. Zolotarev Yu.A., Shram S.I., Dadayan A.K., Dolo-tov O.V., Markov D.D., Nagaev I.Yu., Kudrin V.S., Narkevich V.B., Sokolov O.Yu., Kost N.V. HLDF-6 peptides exhibit neuroprotective effects in the experimental model of preclinical Parkinson's disease. Neuropeptides. 2022;96:10228715. DOI: 10.1016/j. npep.2022.102287.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Зозуля Светлана Александровна*, к.б.н., ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»; e-mail: [email protected]
Соколов Олег Юрьевич, д.б.н., ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»; e-mail: [email protected]
Кост Наталия Викторовна, д.б.н., проф., ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»;
e-mail: [email protected]
Баймеева Наталия Викторовна, к.б.н., ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»; e-mail: baymeeva [email protected]
Дадаян Александр Карэнович, к.х.н., ФГБНУ «Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" »; e-mail: [email protected]
Золотарев Юрий Александрович, д.х.н., проф., ФГБНУ «Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"»; e-mail: [email protected]
Svetlana A. Zozulya*, Cand. Sci. (Biol.), Mental Health Research Center; e-mail: [email protected]
Oleg Yu. Sokolov, Dr. Sci. (Biol.), Mental Health
Research Center;
e-mail: [email protected]
Natalia V. Kost, Dr. Sci. (Biol.), Prof., Mental Health Research Center; e-mail: [email protected]
Natalia V. Baimeeva, Cand. Sci. (Biol.), Mental Health Research Center; e-mail: baymeeva [email protected]
Alexandr K Dadayan, Cand. Sci. (Chem.), National Research Center "Kurchatov Institute"; e-mail: [email protected]
Yuriy A. Zolotarev, Dr. Sci. (Chem.), Prof., National Research Center "Kurchatov Institute"; e-mail: [email protected]
* Автор, ответственный за переписку / Corresponding author
