Научная статья на тему 'Пространственное обучение крыс линии DAT-HET в 8-рукавном радиальном лабиринте'

Пространственное обучение крыс линии DAT-HET в 8-рукавном радиальном лабиринте Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

2
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
дофамин / переносчик дофамина / пространственная память / радиальный лабиринт / dopamine / dopamine transporter / spatial memory / radial maze

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — П А. Ахмадиев, А А. Ласточкин, А М. Тазетдинов, З Р. Тахирова, З Р. Хисматуллина

Проведено исследование поведения крыс линии DAT-HET, являющихся гетерозиготными носителями нокаутного гена SLC6A3, кодирующего дофаминовый транспортер, в установке «Восьмирукавный радиальный лабиринт». Данное устройство представляет собой площадку с отходящими от нее ответвлениями, или рукавами. Лабиринт предназначен для оценки пространственной памяти грызунов, в частности, крыс. В настоящем исследовании оценивалась способность животных вышеуказанной линии запоминать рукава, в которых находилось пищевое подкрепление в первой фазе поведенческого теста, и избегать их во второй фазе, когда пищевое подкрепление там отсутствует. Ожидаемой моделью поведения является исследование новых рукавов. Вхождение во второй фазе в посещенный ранее рукав — ошибка. Мы проанализировали ряд параметров. Прежде всего, это рассчитанный «балл памяти», основанный на соотношении ошибочных и правильных входов. Помимо этого, было подсчитано общее количество входов в рукава лабиринта, а также число повторных входов в рукава во время отдельно взятой фазы эксперимента. Согласно результатам, количество баллов памяти у крыс линии DAT-HET не имело тенденции к увеличению на протяжении 12-дневного периода, в отличие от контрольной группы. Также двигательная активность крыс DAT-HET, выражающаяся в большем количестве входов в рукава, оценена как повышенная. Анализ данных показал, что на определенном этапе исследования крысам экспериментальной группы было свойственно повышенное количество повторных входов в рукава, однако по данному признаку наблюдается большой разброс значений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — П А. Ахмадиев, А А. Ласточкин, А М. Тазетдинов, З Р. Тахирова, З Р. Хисматуллина

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Spatial learning of the DAT-HET rat line in an eight-arm radial maze

Abstract. We conducted a study of the behavior of DAT-HET rats, which are heterozygous carriers of the knockout gene SLC6A3, encoding the dopamine transporter, in the “Eight-arm radial maze” setup. This device is a platform with branches, or “sleeves”, extending from it. The maze is designed to assess the spatial memory of rodents, in particular rats. The present study assessed the ability of animals of the above strain to remember sleeves that have food reinforcement in the first phase of the test, and to avoid them in the second phase, when there is no food reinforcement there. The expected behavior is to explore new arms. Entering a previously visited branch during the second phase of the experiment is an “error.” We analyzed a number of parameters. First of all, this is a “memory score”, which is based on counting “erroneous” inputs. In addition to the memory score, the total number of entries into the arms of the maze was calculated, as well as the number of repeated entries into the arms during a particular phase of the experiment. According to the results, DAT-HET rats did not tend to increase memory scores over a twelve-day period, unlike the control group. We also assessed the motor activity of DAT-HET rats, expressed in a greater number of entries into the arms, as increased. Analysis of the data suggests that at a certain stage of the experiment, the rats of the experimental group were characterized by an increased number of repeated entries into the arms, however, there is a large scatter of values for this characteristic.

Текст научной работы на тему «Пространственное обучение крыс линии DAT-HET в 8-рукавном радиальном лабиринте»

Оригинальная статья УДК 57.024

https://doi.org/10.57034/2618723X-2024-03-04

Пространственное обучение крыс линии DAT-HET в 8-рукавном радиальном лабиринте

П.А. Ахмадиев*1,2, А.А. Ласточкин1, А.М. Тазетдинов1, З.Р. Тахирова1, З.Р. Хисматуллина1

1 ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий», г. Уфа, Россия

2 Башкирский институт физической культуры (филиал)

ФГБОУ Во «Уральский государственный университет физической культуры», г. Уфа, Россия * E-mail: [email protected]

Резюме. Проведено исследование поведения крыс линии DAT-HET, являющихся гетерозиготными носителями нокаутного гена SLC6A3, кодирующего дофаминовый транспортер, в установке «Восьмиру-кавный радиальный лабиринт». Данное устройство представляет собой площадку с отходящими от нее ответвлениями, или рукавами. Лабиринт предназначен для оценки пространственной памяти грызунов, в частности, крыс. В настоящем исследовании оценивалась способность животных вышеуказанной линии запоминать рукава, в которых находилось пищевое подкрепление в первой фазе поведенческого теста, и избегать их во второй фазе, когда пищевое подкрепление там отсутствует. Ожидаемой моделью поведения является исследование новых рукавов. Вхождение во второй фазе в посещенный ранее рукав — ошибка. Мы проанализировали ряд параметров. Прежде всего, это рассчитанный «балл памяти», основанный на соотношении ошибочных и правильных входов. Помимо этого, было подсчитано общее количество входов в рукава лабиринта, а также число повторных входов в рукава во время отдельно взятой фазы эксперимента. Согласно результатам, количество баллов памяти у крыс линии DAT-HET не имело тенденции к увеличению на протяжении 12-дневного периода, в отличие от контрольной группы. Также двигательная активность крыс DAT-HET, выражающаяся в большем количестве входов в рукава, оценена как повышенная. Анализ данных показал, что на определенном этапе исследования крысам экспериментальной группы было свойственно повышенное количество повторных входов в рукава, однако по данному признаку наблюдается большой разброс значений.

Ключевые слова: дофамин, переносчик дофамина, пространственная память, радиальный лабиринт

Благодарности. Работа выполнена при поддержке государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (код научной темы FZWU-2023-0002), мегагранта Правительства Республики Башкортостан (договор № 1 от 02.12.2022).

Для цитирования: Ахмадиев П.А., Ласточкин А.А., Тазетдинов А.М., Тахирова З.Р., Хисматуллина З.Р. Пространственное обучение крыс линии DAT-HET в 8-рукавном радиальном лабиринте. Лабораторные животные для научных исследований. 2024; 3. 51-58. https://doi.org/10.57034/2618723X-2024-03-04.

Original article

Spatial learning of the DAT-HET rat line in an eight-arm radial maze

P.A. Akhmadiev*1,2, A.A. Lastochkin1, A.M. Tazetdinov1, Z.R. Takhirova1, Z.R. Khismatullina1

1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ufa University of Science and Technology", Ufa, Russia

2 Bashkir Institute of Physical Education (branch) of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ural State University of Physical Education", Ufa, Russia *E-mail: [email protected]

Abstract. We conducted a study of the behavior of DAT-HET rats, which are heterozygous carriers of the knockout gene SLC6A3, encoding the dopamine transporter, in the "Eight-arm radial maze" setup. This device is a platform with branches, or "sleeves", extending from it. The maze is designed to assess the spatial memory of rodents, in particular rats. The present study assessed the ability of animals of the above strain to remember sleeves that have food reinforcement in the first phase of the test, and to avoid them in the second phase, when there is no food reinforcement there. The expected behavior is to explore new arms. Entering a previously visited branch during the second phase of the experiment is an "error." We analyzed a number

© Ахмадиев П.А., Ласточкин А.А., Тазетдинов А.М., Тахирова З.Р., Хисматуллина З.Р., 2024

of parameters. First of all, this is a "memory score", which is based on counting "erroneous" inputs. In addition to the memory score, the total number of entries into the arms of the maze was calculated, as well as the number of repeated entries into the arms during a particular phase of the experiment. According to the results, DAT-HET rats did not tend to increase memory scores over a twelve-day period, unlike the control group. We also assessed the motor activity of DAT-HET rats, expressed in a greater number of entries into the arms, as increased. Analysis of the data suggests that at a certain stage of the experiment, the rats of the experimental group were characterized by an increased number of repeated entries into the arms, however, there is a large scatter of values for this characteristic.

Keywords: dopamine, dopamine transporter, spatial memory, radial maze

Acknowledgements. The study was carried out with the support of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (research topic code FZWU-2023-0002), a mega-grant of the Government of the Republic of Bashkortostan (agreement No. 1 dated 02.12.2022).

For citation: Akhmadiev P.A., Lastochkin A.A., Tazetdinov A.M., Takhirova Z.R., Khismatullina Z.R. Spatial learning of the DAT-HET rat line in an eight-arm radial maze. Laboratory Animals for Science. 2024; 3. 51-58. https://doi.org/10.57034/2618723X-2024-03-04.

Введение

Дофамин — нейромедиатор, регулирующий многие важные функции организма, и, как будет подробнее указано ниже, нарушение дофаминовой передачи,ассоциированно с рядом психоневрологических расстройств.

Переносчик, или транспортер дофамина (dopamine transporter, DAT), — макромолеку-лярная структура, осуществляющая возврат молекул дофамина, выделенного в синаптическую щель, обратно в пресинаптическое окончание. В отсутствие DAT единственный путь для удаления дофамина из синаптической щели — это простая диффузия. Как показано в опыте на мышах линии DAT-KO, нокаутных по гену SLC6A3, кодирующему переносчик дофамина, в таком случае медиатор остается в синаптическом пространстве в 300 раз дольше [1]. Опираясь на результаты исследований, можно считать, что изменения структуры данного гена являются фактором риска возникновения наркологических расстройств, аутизма, биполярного расстройства, а также таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и синдром дефицита внимания и гиперактивности [2]. Более того, существуют данные [3], говорящие в пользу существования взаимосвязи двух последних заболеваний в контексте нарушения функции дофаминергической передачи. Отдельного упоминания стоит такое понятие, фигурирующее в современной научной литературе, как «ассоциированный c SLC6A3 синдром дефицита дофаминового транспортера». Данное расстройство можно коротко описать как комплекс нарушений двигательных функций, характерных для дистонии-паркинсонизма и связанных с изменениями в структуре гена SLC6A3 [4].

Изменения структуры гена SLC6A3 являются фактором риска для многих расстройств, и, по нашему мнению, требуется многостороннее изучение особенностей носителей различных мутаций, в том числе в сочетании с другими факторами. Сюда можно отнести, помимо прочего, возраст, генотип родителей и различ-

ные свойства окружающей среды. Расширить объем данных могут помочь исследования на модельных объектах. Так, создана линия крыс, нокаутных по гену SLC6A3, причем гете-ро- и гомозигот целесообразно рассматривать как две отдельные линии ^АТ-НЕТ и DAT-KO соответственно) [5].

Различия в степени нарушения обратного захвата медиатора у представителей DAT-KO и DAT-HET являются количествеными. В ряде ситуаций гетерозиготы имеют промежуточные значения между DAT-KO и контрольными животными. Сюда можно отнести выраженность половой активности самцов при контакте с эстрирующей самкой [6]. Однако существуют данные и о качественных различиях: к примеру, относительно гомозиготных носителей дикого варианта гена влияние анестезии является менее выраженным у гетерозигот, а у DAT-KO, напротив, выражено в большей степени [7]. Другим примером может служить наличие асоциальных фенотипов среди представителей линии DAT-HET при отсутствии такого признака у гомозигот по нокаутному гену [8].

Настоящее исследование должно дополнить знание о способности к пространственному обучению крыс-носителей нокаутного гена SLC6A3. Ранее уже проводились исследования [9] поведения крыс-гомозигот по нокауту вышеуказанного гена в 8-рукавном радиальном лабиринте (РВЛ). Гетерозиготные крысы также подвергались исследованиям пространственной памяти только с применением водного лабиринта Морриса [10].

Однако между водным лабиринтом Морриса и радиальными лабиринтами существуют более глубокие, чем дискретность показателей многих параметров в случае с последними, различия. Во-первых, поведение животных в лабиринте Морриса есть аверсивная реакция, в то время как в радиальных лабиринтах выражена пищевая мотивация. Во-вторых, моторная активность грызунов носит разный характер: плавание в случае с водным лабиринтом Морриса и бег/ходьба в радиальных

лабиринтах [11, 12]. Существует большое число вариантов протоколов для тестирования грызунов в радиальных лабиринтах, которые, по нашему мнению, в конечном счете относятся к двум большим категориям. К первой относятся те, в которых животные должны возвращаться в рукава лабиринта, где они получат пищевое подкрепление, то есть реализовывать стратегию win-stay. В настоящем исследовании мы ставили цель определить, каким образом будет реализована другая стратегия — win-shift, то есть крысы должны исследовать новые рукава, не делая повторных входов в уже посещенные. Считается, что в таком случае в большей степени задействуется гиппокамп.

Исходя из всего вышеперечисленного, интерес вызывает исследование поведения крыс-гетерозигот по гену дофаминового транспортера в РВЛ. Таким образом, цель исследования — оценка поведения крыс линии DAT-HET в РВЛ с использованием win-shift-протокола.

Материал и методы

Эксперимент выполнен на половозрелых самцах крыс линий DAT-HET (опытная группа) и Вистар (контрольная группа). Содержание и манипуляции, которые проводились с экспериментальными животными, соответствовали общепринятым этическим нормам обращения с лабораторными животными, изложенными в Директиве ЕС 2010/63.

Крысы Вистар выведены в питомнике лабораторных животных «Пущино» (Московская обл.), DAT-HET — в виварии Санкт-Петербургского государственного университета. В каждой из групп было по 9 животных. К началу исследования масса тела животных составляла 300350 г, возраст — 8-9 мес. Крысы содержались в виварии ФГБОУ ВО УУНиТ (Уфа) в клетках «Alex G133» (InterZoo, Польша) в количестве 4-5 животных на одну клетку, в каждой из которых размещались животные только одной группы. В качестве подстила применялась крупная стружка лиственных пород древесины. Световой режим содержания животных — естественное освещение.

Грызуны ежедневно получали смесь пшеничного зерна, овсяных хлопьев и комбикорма. Дополнительно животным давали один из следующих продуктов: творог, яблоко, морковь, неочищенный арахисовый орех, высушенный хлеб с растительным маслом. Доступ к воде ad libitum, однако для усиления пищевой мотивации рацион питания животных снижался в среднем на 25% от стандартного количества.

Анализ делеции [13] проводился с применением детекции и дискриминации аллелей по кривой плавления на таком оборудовании, как Rotor Gene Q («Qiagen», Германия), CFX 96 («Biorad», США), и электрофоретического разделения продуктов амплификации в 9-11% полиакриламидном геле при задействовании

источника питания Эльф-8 («ДНК-Технология», Россия). Верификация полученных результатов на наличие/отсутствие искомой делеции для образцов выполнена при помощи прямого и обратного праймеров с использованием набора реагентов для секвенирования BigDye Terminator v3.1 («Thermofisher Scientific», США) на автоматическом генетическом анализаторе 3500 («Thermofisher Scientific», США). Выделение ДНК для анализа проводилось из венозной крови и/или фрагментов хвостов посредством стандартного метода фенольно-хлороформной экстракции [14], а также набора PrepFiler BTA Forensic DNA Extraction Kit («Thermofisher Scientific», США), согласно рекомендациям производителя. Количественная и качественная оценка выделенной ДНК выполнялась с помощью спектрофотометра Nanodrop 2000 («Thermofisher Scientific», США). Полимеразная цепная реакция (ПЦР) синтеза ДНК после оптимизации условий проводилась с использованием 60 нг геномной ДНК на амплификаторе GeneAmp 2720 Thermal Cycler («Thermofisher Scientific», США). Размер ПЦР продукта в зависимости от наличия/отсутствия делеции составлял 133/128 п.о. соответственно.

Для осуществления опыта использовалась установка «Радиальный восьмирукавный лабиринт», («OpenScience», Россия). Длина ра-диально расположенных рукавов составляет 85 см, ширина — 12,5 см, диаметр центральной части — 34 см, высота стенок — 20 см. Со стороны центральной площадки рукава отгораживались съемными гильотинными дверцами. Кормушки для пищевого подкрепления устанавливались на расстоянии 7 см от края рукава, дальнего по отношению к центру. Для осуществления возможности управлять доступом в рукава дистанционно, проводилась модификация устройства: над каждым из входов в рукава устанавливался пластиковый каркас, к которому в свою очередь крепился работающий от постоянного тока мотор-редуктор N 20 (6 В, 71 об./мин), выполняющий роль лебедки, поднимающей дверцу посредством веревки.

Исследования проводились во второй половине августа (долгота дня в период тестирования составляла в среднем около 14 ч) и первой половине сентября (долгота дня около 13 ч). В обеих группах в сопоставимых пропорциях присутствовали как животные, тестируемые летом, так и подвергшиеся эксперименту осенью. Экспериментальные сессии осуществлялись при искусственном освещении (белый свет). Время начала 14:00. На начальных этапах эксперимента длительность тестирования с учетом подготовки оборудования могла составлять до 3 ч, постепенно уменьшаясь по ходу процесса обучения грызунов. Порядок, в котором животные подвергались эксперименту, выбирался случайным образом в каждый из дней для предотвращения возможного влияния времени суток на результаты опыта. Эксперимент

длился 15 дней: первые 3 дня — этап адаптации к РВЛ, последующие 12 дней — непосредственно тестирование по нижеописанному протоколу с регистрацией поведенческих реакций животных. После исследования животные были возвращены в стоковую популяцию.

Во время первой адаптационной сессии пищевое подкрепление располагалось в непосредственной близости от дверец, которые открывались с частотой один раз в минуту, в последующие сессии пищу перемещали ближе к концу рукава и уменьшали частоту открытия дверец.

В ежедневном протоколе исследования, основанном на аналогичных [15, 16], можно выделить следующие стадии.

1. Предварительная задержка, во время которой грызун помещается в центральную часть установки, приблизительно на 30 с, все дверцы при этом закрыты.

2. Тренировка, в ходе которой животному предоставляется доступ в 4 рукава, имеет пищевое подкрепление.

3. Задержка. По прошествии второго этапа грызун помещается в центральную часть устройства, все рукава при этом заблокированы. Длительность задержки 1,5 мин.

4. Тестирование. После этапа задержки грызуну предоставляется доступ ко всем 8 рукавам, при этом пищевое подкрепление имеют только те, что являлись заблокированными на этапе тренировки.

Регистрировалось количество входов в рукава, на основании которых мы рассчитали ряд параметров. Прежде всего это баллы памяти (БП), полученные вследствие использования следующей формулы:

n -n БП=—-—

n +n

пр ош

где ппр — количество правильных входов в рукава; п — количество ошибочных входов.

Данный параметр отображает прогресс обучения в целом, но основан на количественном соотношении. Поскольку на основе анализа литературы достаточно ожидаемой является гиперактивность крыс DAT-HET, для большей информативности подсчитано также общее количество входов в рукава.

Также было подсчитано количество повторных заходов в рукава внутри стадии тестирования вне зависимости от того, содержал ли изначально рукав пищевое подкрепление или нет. Данный параметр служил для оценки кратковременной памяти животных.

Ввиду малого объема выборок при статистической обработке данных применялись непараметрические критерии. Для проверки наличия внутригрупповых отличий в показателях между днями использовался критерий Фридмана, в случае нахождении таковых проводился дальнейший анализ с применением непараметрического варианта критерия Ньюмана—Кейлса. Межгрупповые различия в каждый из дней проведения поведенческих тестов оценивались при помощи критерия Манна—Уитни. При необходимости оценки связи между параметрами использовался критерий корреляции Спирмена. Анализ проводился с использованием программного обеспечения STATISTICA 10 («Statsoft», США) Во всех случаях различия считались значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение

Первоочередной задачей явился расчет баллов памяти (табл. 1). Согласно критерию Фридмана, у трансгенных животных наблюдается отсутствие каких-либо тенденций к изменению значений данного параметра на протяжении эксперимента, в то время как баллы памяти в опытной группе ожидаемо возрастают. При межгрупповом сравнении баллов памяти выявлено, что показатели в опытной

Таблица 1.

Изменение значений параметра «балл памяти» среди обеих групп на протяжении эксперимента

День Балл памяти

Вистар DAT-HET

Me Q1 Q3 Me Q1 Q3

1-2-й 0,00 -0,33 0,46 0,00 -0,10 0,14

3-4*-й 0,60 0,00 0,80 -0,15 -0,35 0,33

5-6*-й 0,33 0,07 0,60 0,00 -0,20 0,33

7-8*-й 0,33 0,02 1,00 -0,11 -0,36 0,33

9-10*-й 0,60 0,33 1,00 0,00 -0,40 0,33

11-12*-й 1,00 0,60 1,00 0,14 -0,24 0,33

Примечания. Здесь в табл. 2 и4: * — межгрупповые статистически значимые различия в обозначенный период эксперимента (р<0,05). Данные представлены в виде медианы (Ме), верхнего (01) и нижнего (03) квартилей.

Таблица 2. Изменение значений параметра «количество входов в рукава» среди обеих групп на протяжении эксперимента

День Вистар DAT-HET

Me Q1 Q3 Me Q1 Q3

1-2-й 4,0 1,0 5,5 4,5 0,5 6,0

3-4-й 5,0 4,0 8,0 8,0 4,5 10,0

5-6-й 5,0 4,0 6,0 6,5 4,0 10,0

7-8-й* 5,0 4,0 6,0 9,0 6,0 12,0

9-10-й* 5,0 4,0 5,5 8,0 6,0 11,0

11-12-й* 4,5 4,0 5,0 7,0 6,0 9,5

Таблица 3.

Степень связи между значениями параметра «количество входов в рукава» в различные периоды эксперимента,

выраженная в виде коэффициента корреляции Спирмена

День 1-2-й 3-4-й 5-6-й 7-8-й 9-10-й 11-12-й

Вистар

1-2-й 1,00 0,47* 0,24 0,00 0,33 0,12

3-4-й 0,47* 1,00 0,38 0,24 0,41* 0,09

5-6-й 0,24 0,38 1,00 0,57* 0,29 -0,03

7-8-й 0,00 0,24 0,57* 1,00 0,10 0,00

9-10-й 0,33 0,41* 0,28 0,10 1,00 0,16

11-12-й 0,12 0,09 -0,03 0,00 0,16 1,00

DAT-HET

1-2-й 1,00 0,05 0,07 -0,48* 0,31 0,19

3-4-й 0,05 1,00 0,28 0,12 0,11 0,09

5-6-й 0,07 0,28 1,00 -0,24 0,29 0,09

7-8-й -0,48* 0,12 -0,24 1,00 -0,08 -0,11

9-10-й 0,31 0,11 0,29 -0,08 1,00 0,11

11-12-й 0,19 0,09 0,09 -0,11 0,11 1,00

Примечание. * — значение коэффициента статистически значимо (p<0,05).

группе значимо ниже начиная уже с 3-го дня эксперимента. Стоит отметить, что в 1-й день эксперимента результаты в группах в целом сопоставимы. В этот период аналогичная картина характерна и для следующего проанализированного параметра — общего количества входов в рукава (табл. 2). И в опытной и в контрольной группах наблюдается значимое увеличение двигательной активности относительно первых двух дней в период с 3-го дня, остающееся актуальным до конца эксперимента. При этом, согласно результатам межгрупповых сравнений, в опытной группе количество входов значимо ниже. Сходство в значениях этих показателей в первые 2 дня эксперимента среди животных разных групп считаем предпосылкой для более детального исследования процессов адаптации среди жи-

вотных данной линии к новым условиям окружающей среды.

В качестве характеристики группы стоит выделить высокий размах вариации в группе животных DAT-HET, наличие которого побудило нас к дополнительному исследованию выборок при помощи корреляции Спирмена (табл. 3). Практически полное отсутствие статистически значимых показателей в опытной группе позволяет предполагать, что по крайней мере части популяции свойственна спонтанная смена характера двигательной активности.

Для повторных входов в рукава (табл. 4) не выявлено тенденций к изменению значения медианы в обеих группах. Межгрупповые различия становятся значимыми в период с 7-го по 10-й день, в последний период они не выявляются. Можно считать, что группа крыс линии

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 4. Повторные входы в рукава в течение стадии тестирования

День Вистар DAT-HET

Me Q1 Q3 Me Q1 Q3

1-2-й 0 0 1,5 0 0 0,5

3-4-й 0 0 1,5 1 0 3,5

5-6-й 0 0 0 0 0 2,5

7-8-й* 0 0 1 1,5 0 4,5

9-10-й* 0 0 0 1 0 4,5

11-12-й 0 0 0 0 0 2

DAT-HET также обладает высокой степенью гетерогенности в данном отношении, как и в случае с общим количеством входов в рукава. Однако здесь отсутствуют устойчивые тенденции, поскольку количество повторных входов хоть и может возрастать в определенные дни эксперимента, но не является стабильно повышенным.

При анализе экспериментальных данных были сделаны некоторые наблюдения, которые при выбранном протоколе исследования не могут быть интерпретированы однозначно и являются по большей части субъективными, в том числе в связи со сложностью при попытках формализованного математического анализа. Однако мы считаем нужным упомянуть о них, поскольку подобные поведенческие реакции грызунов могут служить предпосылкой для последующих исследований в более подходящих условиях.

Во-первых, в последние 2 дня нередко наблюдался выбор трансгенными животными рукавов, которые являлись подкрепленными на этапе тренировки. Такое поведение могло бы считаться релевантным в случае, если перед грызуном стояла задача запоминать определенные рукава и посещать их снова, то есть win-stay-стратегия. Однако сделать вывод о том, что DAT-HET способны обучению win-stay-стратегии, или последняя является этапом в обучении win-shift, необходим соответствующий протокол в первом случае или более длительный эксперимент во втором.

Во-вторых, также наблюдалась модель поведения «часовая стрелка» (clockwise), когда животное посещает соседние рукава. Так, исследование, проведенное на линии DAT-KO [17], показало, что гомозиготам не свойственна реализация стратегии «dockwise». В протоколе авторов, судя по всему, крысам предоставлялся доступ сразу во все рукава без подразделения на два качественно различных этапа. Из этого следует, что стратегия «clockwise» являлась оптимальной и, кроме того, отсутствует неоднозначность при интерпретации результатов в отличие от случая с выбранным протоколом, который делает затруднительной оценку в тех

случаях, когда в целом поведение крыс напоминает эту модель, но существуют некоторые отклонения.

Заключение

В отношении балла памяти крыс линии DAT-HET не было выявлено статистически значимого увеличения на протяжении экспериментального периода. Это позволяет предположить неспособность животных исследуемой линии к пространственному обучению в выбранных условиях эксперимента. Также было отмечено, что крысы линии DAT-HET в целом проявляют гораздо более высокую двигательную активность по сравнению с контролем.Разброс значений параметра «количество заходов в рукава» выше, чем у контроля, при этом животные, по-видимому, могут спонтанно менять характер двигательной активности. Склонность животных к повторным входам в рукава на уровне группы возрастает в определенные дни, однако стабильно повышенное количество повторных входов не является характеристикой линии DAT-HET.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Jaber M., Jones S., Giros B. et al. The dopamine transporter: a crucial component regulating dopamine transmission // Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 1997. Vol. 12. N. 5. Р. 629-633. DOI: 10.1002/mds.870120502.

2. Reith M.E., Kortagere S., Wiers C.E. et al. The dopamine transporter gene SLC6A3: multidisease risks // Molecular psychiatry. 2022. Vol. 27. N. 2. Р. 1031-1046. DOI: 10.1038/s41380-021-01341-5.

3. Fan H.C., Chang Y.K., Tsai J.D. et al. The association between Parkinson"s disease and attention-deficit hyperactivity disorder // Cell Transplantation. 2020. Vol. 29. Р. 1031-1046. DOI: 10.1177/096368972094741.

4. Kurian M.A. SLC6/43-related dopamine transporter deficiency syndrome. 2017.

5. Гайнетдинов А.Р., Фесенко З.С., Хисматуллина З.Р. Поведенческие изменения у крыс-гетерозигот по нокауту гена дофаминового транспортера dat // Биомедицина. 2020. № 1. С. 82-88. [Gainetdinov A.R., Fesenko Z.S., Khismatullina Z.R. Povedencheskie izme-

neniya u krys-geterozigot po nokautu gena dofamino-vogo transportera dat // Biomeditsina. 2020. N. 1. P. 82-88. (In Russ.)].

6. Sanna F., Bratzu J., Serra M.P. et al. Altered sexual behavior in dopamine transporter (DAT) knockout male rats: a behavioral, neurochemical and intracerebral mi-crodiaLysis study // Frontiers in behavioral neuroscience. 2020. Vol. 14. P. 58. DOI: 10.3389/fnbeh.2020.00058.

7. BeLov D., Fesenko Z., Efimov A. et al. Different sensitivity to anesthesia according to ECoG data in dopamine transporter knockout and heterozygous rats // Neuroscience Letters. 2022. Vol. 788. P. 136839. DOI: 10.1016/j.neulet.2022.136839.

8. AdinoLfi A., ZeLLi S., Leo D., et al. Behavioral characterization of DAT-KO rats and evidence of asociaL-Like phenotypes in DAT-HET rats: The potential involvement of norepinephrine system // Behavioural brain research. 2019. VoL. 359. P. 516-527. DOI: 10.1016/ j.bbr.2018.11.028.

9. Kurzina N. P., Aristova I.Y., VoLnova A.B. et aL. Deficit in working memory and abnormaL behavioraL tactics in dopamine transporter knockout rats during training in the 8-arm maze // BehaviouraL Brain Research. 2020. VoL. 390. P. 112642. DOI: 10.1016/j.bbr.2020.112642.

10. Филатова Е.В., Громова Г.Е., Дорофейкова М.В. и др. Сравнительное исследование поведения в водном лабиринте морриса крыс линии Wistar, длительно потребляющих этанол, и крыс-гетерозигот по нокауту гена дофаминового транспортера dat // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2022. Т. 108. № 10. С. 1365-1378. [FiLatova E.V., Gro-mova G.E., Dorofeikova M.V. et aL. SravniteL'noe issLedo-vanie povedeniya v vodnom Labirinte morrisa krys Linii Wistar, dLiteL'no potrebLyayushchikh ehtanoL, i krys-ge-terozigot po nokautu gena dofaminovogo transportera dat // Rossiiskii fizioLogicheskii zhurnaL im. IM Sechenova. 2022. VoL. 108. N. 10. P. 1365-1378. (In Russ.)].

11. Ormerod B.K., Beninger R.J. Water maze versus radiaL maze: differentiaL performance of rats in a spatiaL deLayed match-to-position task and response to scopoLamine // BehaviouraL Brain Research. 2002. VoL. 128. N. 2. P. 139-152. DOI: 10.1016/S0166-4328(01)00316-3.

12. Иптышев А.М., Горина Я.В., Лопатина О.Л. и др. Сравнение тестов «восьмирукавный радиальный лабиринт» и «водный лабиринт Морриса» при оценке пространственной памяти у экспериментальных животных в ходе нейроповеденческого тестирования // Фундаментальная и клиническая медицина. 2017. Т. 2. № 2. С. 62-69. [Iptyshev A.M., Gorina Yа.V., Lopatina O.L. et al. Sravnenie testov "vos'mirukavnyi radial'nyi labirinT" i "vodnyi labirint MorrisA" pri otsen-ke prostranstvennoi pamyati u ehksperimental'nykh zhivotnykh v khode neiropovedencheskogo testirova-niya // Fundamental'naya i klinicheskaya meditsina. 2017. Vol. 2. N. 2. P. 62-69. (In Russ.)].

13. Способ детекции делеции у крыс линии DAT. // Патент России № 2811140. 2024. Бюл № 2. / Та-зетдинов А.М., Тахирова З.Р., Ахмадиев П.А., Хис-матуллина З.Р., Казанцева А.В., Хуснутдинова Э.К. [Sposob detekcii delecii u krys linii DAT. // Patent Ros-sii N. 2811140. 2024. Byul N. 2. / Tazetdinov A.M., Ta-hirova Z.R., Ahmadiev P.A., Hismatullina Z.R., Kazance-va A.V., Husnutdinova E.K. (In Russ.)].

14. Mathew C.G. The Isolation of High Molecular Weight Eukaryotic DNA // Methods in Molecular Biology. 1984. Vol. 2. P. 31-34.

15. Richter S.H., Zeuch B., Lankisch K. et al. Where have I been? Where should I go? Spatial working memory on a radial arm maze in a rat model of depression // PloS one. 2013. Vol. 8. N. 4. P. e62458. DOI: 10.1371/journal. pone.0062458.

16. Горина Я.В., Лопатина О.Л., Комлева Ю.К. и др. Восьмирукавный радиальный лабиринт как инструмент для оценки пространственного обучения и памяти у мышей // Сибирское медицинское обозрение. 2016. № 5(101). С. 46-52. [Gorina Yа.V., Lopatina O.L., Komleva Yu.K. et al. Vos'mirukavnyi radial'nyi labirint kak instrument dlya otsenki prostranstvennogo obu-cheniya i pamyati u myshei // Sibirskoe meditsinskoe obozrenie. 2016. N. 5(101). P. 46-52. (In Russ.)].

17. Kurzina N.P., Aristova I.Y., Volnova A.B. et al. Deficit in working memory and abnormal behavioral tactics in dopamine transporter knockout rats during training in the 8-arm maze // Behavioural Brain Research. 2020. Vol. 390. P. 112642. DOI: 10.1016/j.bbr.2020.112642.

Информация об авторах

П.А. Ахмадиев1,2, ассистент кафедры физиологии и общей биологии, преподаватель кафедры физиологии и спортивной медицины, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6716-1058

А.А. Ласточкин1, студент бакалавриата кафедры физиологии и общей биологии, https://orcid.org/0009-0002-3040-5781 А.М. Тазетдинов1, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры генетики и фундаментальной медицины, https://orcid.org/0000-0002-5825-4295

З.Р. Тахирова1, кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики и фундаментальной медицины, https://orcid.org/0000-0003-3609-1971 З.Р. Хисматуллина1, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой физиологии и общей биологии,

https://orcid.org/0000-0002-3209-5265

1 ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий»,

450076, Российская Федерация, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, д. 32.

2 Башкирский институт физической культуры (филиал) ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет физической культуры»,

450077, Российская Федерация, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Коммунистическая, д. 67.

Information about the authors

P.A. Akhmadiev1,2, assistant, Department of Physiology and General Biology; lecturer, Department of Physiology and Sports Medicine, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6716-1058

A.A. Lastochkin1, undergraduate student,

Department of Physiology and General Biology,

https://orcid.org/0009-0002-3040-5781

A.M. Tazetdinov1, PhD, senior lecturer, Department

of Genetics and Fundamental Medicine,

https://orcid.org/0000-0002-5825-4295

Z.R. Takhirova1, PhD, associate professor,

Department of Genetics and Fundamental Medicine,

https://orcid.org/0000-0003-3609-1971

Z.R. Khismatullina1, MD, professor,

head of the Department of Physiology

and General Biology,

https://orcid.org/0000-0002-3209-5265

1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ufa University of Science and Technology",

450076, Russian Federation,

Republic of Bashkortostan, Ufa, Zaki Validi St., 32.

2 Bashkir Institute of Physical Education (branch) of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ural State University of Physical Education",

450077, Russian Federation, Republic

of Bashkortostan, Ufa, Kommunisticheskaya St., 67.

Вклад авторов в написание статьи

П.А. Ахмадиев — проведение эксперимента, статистический анализ данных, интерпретация результатов, написание и редактирование текста рукописи.

А.А. Ласточкин — проведение эксперимента, работа с первичными данными, включая их подготовку к статистической обработке.

А.М.Тазетдинов — генотипирование животных, вклад в написание раздела «Материал и методы», критический пересмотр текста. З.Р. Тахирова — генотипирование животных, вклад в написание раздела «Материал и методы», критический пересмотр текста.

З.Р. Хисматуллина — критический пересмотр текста и одобрение окончательного варианта рукописи для публикации.

Сведения о конфликте интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления рукописи

в редакцию: 24.01.2024

Дата рецензии статьи: 18.06.2024

Дата принятия статьи к публикации: 13.08.2024

Authors contribution

P.A. Akhmadiev — conduct experiments, statistical data analysis, results interpretation, writing and editing the manuscript. A.A. Lastochkin — conduct experiments, working with primary data, including their preparation for statistical processing.

A.M. Tazetdinov — animal genotyping, contribution

to writing the "Material and Methods" section,

critical revision of the text.

Z.R. Takhirova — animal genotyping, contribution

to writing the "Material and Methods" section,

critical revision of the text.

Z.R. Khismatullina — critical revision of the text

and approval of the final version of the manuscript

for publication.

Conflict of interest

The authors declare no conflict of interest requiring disclosure in this article.

Received: 24.01.2024 Reviewed: 18.06.2024 Accepted for publication: 13.08.2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.