CC BY
27
УДК 577.175.5:615.214.32:616-092.9
DOI: 10.21626/vestnik/2019-4/10
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИДЕПРЕССИВНОИ АКТИВНОСТИ ^КОНЦЕВЫХ АНАЛОГОВ АДРЕНОКОРТИКОТРОПНОГО ГОРМОНА У КРЫС
© Додонова С.А.\ Бобынцев И.И.1, Белых А.Е.1, Анфилова М.Г.1,
2 2 Андреева Л.А. , Мясоедов Н.Ф.
1 Курский государственный медицинский университет (КГМУ)
Россия, 305041, Курская область, г. Курск, ул. К. Маркса, д. 3 2 Институт молекулярной генетики Российской академии наук (ИМГ РАН)
Россия, 123182, Москва, площадь академика И.В. Курчатова, д. 2
Цель исследования: изучение влияния AKTr6-9-PGP на уровень депрессивности у крыс в тесте принудительного плавания в сравнении с AKTr4-7-PGP.
Материалы и методы. Эксперименты выполнены на 90 половозрелых крысах-самцах Вистар массой 250300 г. Животные были разделены на 9 групп (8 опытных и 1 контрольная) по 10 особей в каждой. В работе применяли физиологический раствор 0,9% натрия хлорида, пептиды AKTr6-9-PGP и AKTr4-7-PGP, синтезированные в Институте молекулярной генетики РАН. Пептиды вводили однократно внутрибрюшинно за 15 мин до начала тестирования: AKTr6-9-PGP в дозах 0,5; 5; 50; 150 и 450 мкг/кг, AKTr4-7-PGP в дозах 50; 150 и 450 мкг/кг. Депрессивное поведение крыс оценивали с использованием теста принудительного плавания без отягощения.
Результаты. Внутрибрюшинное введение AKTr6-9-PGP в дозе 450 мкг/кг способствует уменьшению времени иммобилизации животных и пассивного плавания, а также увеличению длительности их активного плавания, что свидетельствует о наличии антидепрессивного действия пептида. При этом АКГГ 4-7-PGP во всех использованных дозах не оказывал существенного влияния на исследуемые показатели поведенческой активности, а его эффекты ограничивались лишь увеличением времени пассивного плавания.
Заключение. Tаким образом, установлено, что AKTr6-9-PGP, в отличие от AKTr4-7-PGP, способен обладать антидепрессивным эффектом.
Ключевые слова: регуляторные пептиды; АКГГ; депрессия; принудительное плавание; крысы.
Додонова Светлана Александровна - ассистент кафедры патофизиологии, мл. науч. сотрудник НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск. ORCID iD: 0000-0001-8491-3082. E-mail: [email protected] (автор, ответственный за переписку)
Бобынцев Игорь Иванович - д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой патофизиологии, директор НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск. ORCID iD: 0000-0001-7745-2599. E-mail: [email protected]
Белых Андрей Евгеньевич - канд. мед. наук, доцент кафедры патофизиологии, ст. науч. сотрудник НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск. ORCID iD: 0000-0001-9766-2104. E-mail: [email protected]
Анфилова Марина Геннадьевна - студентка, КГМУ, г. Курск. ORCID iD: 0000-0002-8499-1766. E-mail: [email protected]
Андреева Людмила Александровна - канд. хим. наук, рук. сектора регуляторных пептидов отдела химии физиологически активных веществ, ИМГ РАН, г. Москва. ORCID iD: 0000-0002-3927-8590. E-mail: [email protected]
Мясоедов Николай Федорович - д-р хим. наук, профессор, академик РАН, зав. отделом химии физиологически активных веществ, ИМГ РАН, г. Москва. ORCID iD: 0000-0003-1294-102X. E-mail: [email protected]_
В настоящее время одними из наиболее интенсивно изучаемых регуляторных пептидов являются меланокортины, к которым относятся меланоцитстимулирующие гормоны (а-, в-, у-МСГ), адренокортикотропный гормон (АКТГ), а также их фрагменты и синтетические аналоги [2, 3, 13]. Данные пептиды обладают широким спектром биологической активности: улучшают регенерацию в нервно-мышечной системе, влияют на иммунную, нервную, сердечнососудистую системы, оказывают противовоспалительное и жаропонижающее действие и т.д. [3, 8, 13]. Для Ы-концевых фрагментов АКТГ также характерна плейотропность физиологических и фармакологических эффектов, которая проявляется в их влиянии на процессы формирования боли, памяти, внимания, тревожности, восстановления нервной ткани при гипоксиче-ском повреждении [2, 13]. При этом Ы-концевые
фрагменты АКТГ лишены гормональной активности [2, 13].
Известно, что последовательность His-Phe-Л^-Тгр, соответствующая фрагменту АКТГ6-9, является активным центром молекулы АКТГ, необходимым для связывания со всеми видами меланокортиновых рецепторов [10, 11, 17]. Модификация данного фрагмента путем присоединения к С-концу последовательности три-пептида Рго^1у-Рго (АКТГ6-9-PGP) с целью повышения устойчивости к действию карбокси-пептидаз также оказывает нейротропное действие [2]. Также показано, что структурно близкий ему синтетический фрагмент АКТГ4-7-PGP (активная субстанция фармакологического препарата семакс) обладает ноотропной, анксиоли-тической, нейротрофической и анальгетической активностями [13]. При этом необходимо отметить, что многие компоненты меланокортино-
вой системы вовлечены в регуляцию эмоционального состояния и реакции организма на стрессогенные воздействия [3, 14].
Учитывая наличие широкого спектра нейро-тропных эффектов у меланокортинов, их фрагментов и синтетических аналогов, а также перспективы их дальнейшего фармакологического применения для коррекции различных патологических состояний, представляется целесообразным изучение влияния АКТГ6-9-PGP на депрессивное поведение животных.
Целью данной работы являлось изучение влияния АКТГ6-9-PGP на уровень депрессивно-сти у крыс в тесте принудительного плавания в сравнении с АКТГ4-7-РОР.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты выполнены на 90 половозрелых крысах-самцах Вистар массой 250-300 г (возраст 5-6 мес.), полученных из питомника лабораторных животных Филиала Института биоорганической химии РАН (г. Пущино). Животные содержались в клетках по 10 особей в стандартных условиях вивария (в качестве подстила использовали стерильные древесные опилки) и получали стандартный гранулированный корм и водопроводную очищенную воду в свободном доступе при 12-часовом световом режиме (12 часов - свет, 12 часов - темнота) и контролируемой температуре (22±2°С). Исследования проводили в промежуток времени с 9 до 15 часов. С целью предотвращения стрес-сорной реакции на взятие в руки экспериментатора животных ежедневно подвергали процедуре хэндлинга.
Депрессивное поведение крыс оценивали с использованием теста принудительного плавания без отягощения.
Животные были разделены на групп 9 групп (8 опытных и 1 контрольная) по 10 особей в каждой. В работе применяли физиологический раствор 0,9% натрия хлорида, пептиды АКТГ6-9-PGP и АКТГ4-7-PGP, синтезированные в Институте молекулярной генетики РАН. Пептиды растворяли в физиологическом растворе и вводили однократно внутрибрюшинно за 15 мин до начала тестирования. АКТГ6-9-РОР применяли в дозах 0,5; 5; 50; 150 и 450 мкг/кг, АКТГ4-7-РвР - в дозах 50; 150 и 450 мкг/кг (по схеме: 1 доза на 1 группу опытных крыс однократно). Контрольным животным вводили эквивалентные объемы физиологического раствора из расчета 1 мл на 1 кг массы.
Тест принудительного плавания. Крыс помещали в прозрачные пластиковые цилиндры диаметром 20 см при высоте 40 см (PanLab
Harvard Apparatus; Испания), заполненные водой температурой 25°C ± 2°C. Высота водяного столба в среднем составляла 30 см, чтобы лишить крыс возможности касаться хвостом дна цилиндра. В первый день эксперимента животных помещали в цилиндр на 15 минут. Данная сессия необходима для акклиматизации крыс к экспериментальной ситуации, а также для обеспечения стабильно высокой степени неподвижности на следующий день, во время проведения тестового сеанса. По окончании первого дня животных возвращали в домашнюю клетку, где проводили их обогрев и сушку. На следующий день крыс повторно помещали в цилиндры с водой. За 15 минут до этого животным вводили внутрибрюшинно исследуемые пептиды. Главным оцениваемым показателем являлась общая длительность неподвижности, состоящая из суммы отдельных интервалов, которые животное проводило без целенаправленной двигательной активности. К неподвижным периодам относили также незначительные движения, которые строго необходимы для поддержания головы животного над водой [5]. Критерием антидепрессивной активности считали статистически значимое снижение продолжительности иммобилизации [5]. Дополнительно производили оценку времени активного плавания в виде «Борьбы/Лазания» (клайминг); времени пассивного плавания, наблюдаемого при движениях передних или задних конечностей животных по типу «гребли» [6, 18]. Регистрацию и анализ параметров осуществляли с помощью системы видеотрекинга «SMART Video Tracking System» (PanLab Harvard Apparatus, Испания).
Статистическую обработку проводили с использованием программного обеспечения «MS Excel 2016» (Microsoft, USA), программы «Statictica 13.3» (StatSoft, USA) и программной среды вычислений R. Характер распределения признаков в статистической выборке определяли с помощью критерия Шапиро-Уилка, оценку равенства дисперсий - с помощью критерия Ле-вене. Значимость полученных результатов оценивали с применением непараметрического од-нофакторного дисперсионного анализа с помощью критерия Краскела-Уоллиса, для выявления межгрупповых различий в качестве post-hoc анализа использовали критерий Манна-Уитни (U-test) с поправкой Бенджамини-Хохберга. В связи с неправильным распределением признаков полученные результаты выражали в виде медианы (Me), нижнего (25) и верхнего (75) перцентилей (Q1 и Q3). Результаты считали достоверными при p<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Как видно из таблицы 1, введение пептида АКТГб-9-PGP оказывало дозозависимое влияние на показатели депрессивного поведения у животных. Так, в дозе 450 мкг/кг пептид вызывал статистически значимое по сравнению с контрольной группой изменение исследованных параметров поведения крыс.
В частности, наблюдалось выраженное снижение времени иммобилизации (в 4 раза, p=0,02), уменьшение времени пассивного плавания (на 41%, p=0,01), а также увеличение продолжительности активного плавания (на 5%, p=0,04). Направленность данных сдвигов свидетельствует о проявлении антидепрессивного действия пептида. Использование AKIT6-9-PGP в меньших дозах (от 0,5 мкг/кг до 150 мкг/кг) не оказывало значимого влияния на вышеуказанные показатели поведения животных.
Введение AKIT4-7-PGP в дозах 50 мкг/кг и 150 мкг/кг также не приводило к существенным изменениям поведенческих реакций животных. Однако при этом обращает внимание тот факт, что при введении AKIT4-7-PGP в дозе 450 мкг/кг наблюдаемые эффекты по своей направленности имели противоположный характер в сравнении с таковыми у AKIT6-9-PGP в аналогичной дозе: отмечено статистически значимое увеличение продолжительности пассивного плавания (на 44%, p=0,02) на фоне тенденции к увеличению общего количества иммобилизаций (p=0,1) и снижения времени активного плавания (p=0,07).
Полученные при изучении влияния AKIT6-9-PGP на выраженность депрессивных компонентов поведения крыс в тесте принудительного плавания результаты показали, что при однократном введении пептид дозозависи-мо изменяет депрессивное поведение животных. Так, снижение времени иммобилизации (параметр поведения, в большей степени отражающий уровень депрессивности животных [5]) свидетельствует о наличии антидепрессивного эффекта у AKIT6-9-PGP в дозе 450 мкг/кг. Кроме того, использование пептида в данной дозе вызывало сокращение времени пассивного плавания и увеличение времени активного плавания.
В основе установленных изменений поведения животных могут находиться следующие механизмы. Известно, что депрессия является результатом подавления и искажения серото-нинергической и катехоламинергической трансмиссии [14]. При этом структурой, обязательно вовлеченной в патогенез депрессивных расстройств, служит гиппокамп, который получает серотонинергическую иннервацию от ство-
ла мозга, а критические концентрации серото-нина необходимы для регуляции настроения и когнитивной функции [15]. Также известно, что снижение времени иммобилизации и усиление активного плавания (клайминга) связано с увеличением активности норадренергической системы и серотонинергической нейротрансмис-сии [14]. На основании вышеизложенных данных литературы можно предположить, что увеличение времени активного плавания после введения АКТГ6-9-PGP может быть обусловлено воздействием пептида на норадренергическую и серотонинергическую системы. В пользу этого механизма могут также свидетельствовать данные о том, что Ы-концевые фрагменты АКТГ влияют на обмен катехоламинов и биогенных аминов [13]. В частности, пептиды вызывают значительное повышение содержания норадре-налина в гипоталамусе крыс [14], оказывают модулирующее влияние на серотонинергиче-скую систему мозга животных, что способствует ускорению оборота серотонина в мозге [13].
Также при анализе полученных результатов необходимо учитывать, что биологические эффекты меланокортинов осуществляются через различные типы меланокортиновых рецепторов (MCR) [3, 7, 8]. Поэтому реализация антидепрессивного эффекта АКТГ6-9-PGP может осуществляться через активацию гиппокампа за счет взаимодействия пептида с МСR3, которые широко представлены в данной анатомической структуре [3].
Кроме того, следует отметить, что тест принудительного плавания может использоваться для оценки поведенческой адаптации к стрес-сорному воздействию, вызванному плаванием [16]. Таким образом, полученные в работе результаты могут отражать включение процесса адаптации организма животного к стрессорным условиям. Известно, что активная копинг-стратегия (совокупность поведенческих, когнитивных и эмоциональных действий, направленных на преодоление стресса) ассоциирована с увеличением подвижности животных в тесте принудительного плавания [12]. Таким образом, отмеченное нами увеличение продолжительности активного плавания может отражать усиление адаптации организма к стрессорным воздействиям после введения АКТГ6-9-РОР.
Установленные в нашей работе эффекты АКТГ4-7-PGP были менее выражены по сравнению с АКТГ6-9-PGP и имели неоднозначный характер. Ранее другими авторами также описаны противоречивые влияния АКТГ4-7-PGP на показатели депрессивного поведения животных после однократного введения пептида [2, 13, 14],
Таблица 1
Table 1
Показатели теста принудительного плавания после внутрибрюшинного введения АКЩ-9-PGP и АКЩ-7-PGP (n=90, Ме [Q1; Q3])
Forced swimming test indicators after intraperitoneal administration of ACTH6-9-PGP and ACTH4-7-PGP (n = 90, Me [Q1; Q3])
Показатель Index Доза Dose Время иммобилизации, с Immobilization time, sec Время активного плавания, с Time of active swimming, sec Время пассивного плавания, с Time of passive swimming, sec
Контроль Control n = 10 11.97 [4.87; 14.37] 266.9 [245.3; 270.57] 27.57 [19.17; 38.00]
АКЩ-9-PGP acth6-9-pgp
0,5 мкг/кг О.5 №/kg n = 10 15.87 [4.25; 28.37] 251.85 [219.30; 268. 7] 30.82 [24.42; 46.30]
5 мкг/кг 5 №/kg n = 10 7.90 [3.37; 14.27] 267.8 [227.0; 279.07] 27.00[18.07; 51.57]
50 мкг/кг 50 re/kg n = 10 4.73 [0.0; 10.27] 287.57 [263.67; 295.20] 8.80 [4.33; 23.20]
150 мкг/кг 150 №/kg n = 10 10.09 [2.55; 66.9] 248.40 [192.22; 283.02] 22.18 [14.60; 41.04]
450 мкг/кг 450 №/kg n = 10 2.14 [0;0; 3.33]* 281.03 [275.53; 286.9]* 16.35 [7.80; 22.7]*
АКЩ-7-PGP acth4-7-pgp
50 мкг/кг 50 №/kg n = 10 15.92 [9.29; 52.92] 252.7 [201.02; 264.97] 33.07 [29.27; 44.70]
150 мкг/кг 150 re/kg n = 10 13.27 [1.17; 54.4] 243.88 [192.74; 276.92] 39.35 [18.80; 46.55]
450 мкг/кг 450 ng/kg n = 10 25.60 [10.57; 67.79] 222.24 [183.72; 253.65] 39.57 [33.20; 50.22]*
Примечание: * - достоверные различия по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Note: * - statistically significant differences from the control group (p < 0.05).
которые проявлялись как в увеличении времени активного плавания через 15 минут после однократного введения АКТГ4-7-PGP [14], так и в отсутствие значимых изменений депрессивного поведения в аналогичных условиях эксперимента [15]. Полученные в ходе нашей работе данные об эффектах АКТГ4-7-PGP также имеют достаточно неоднозначный характер. Так, в группах животных, получавших указанный пептид, статистически значимых изменений времени иммобилизации и активного плавания не наблюдалось, однако имело место увеличение продолжительности пассивного плавания. Одной из причин данных различий может являться способ введения пептида. В нашей работе использовалось внутрибрюшинное введение, тогда как в исследованиях других авторов - ин-траназальное. Известно, что способ введения определяет время доставки пептида, а также механизмы его распределения в тканях, пути метаболизма, уровень биодоступности, что в зна-
чительной мере влияет на конечную концентрацию пептида в структурах мозга [9, 19]. В частности, для АКТГ4-7-PGP показана различная выраженность и направленность нейро-тропных эффектов в зависимости от способа введения [13]. Использование нами внутри-брюшинного введения было основано на возможности более точного дозирования, так как при интраназальном способе в результате рефлекторной активации акта глотания и чихания может происходить значительная потеря препарата [4]. Данное обстоятельство имеет особое значение при изучении биологических эффектов нейропептидов, которые часто имеют дозо-зависимый характер. При этом важно отметить, что концентрация АКТГ и его фрагментов определяет путь внутриклеточной передачи сигнала и обусловливает направленность и выраженность реализуемых эффектов [1].
Таким образом, сравнение поведенческих эффектов, возникающих при однократном вну-
трибрюшинном введении пептидов
АКТГб-9-PGP и AKIT4-7-PGP, позволило установить существенные различия в направленности и выраженности их действия. АКТГб^-PGP в дозе 450 мкг/кг способствовал снижению времени иммобилизации, а также увеличению длительности активного плавания, что свидетельствует о наличии у пептида антидепрессивных эффектов, тогда как AKIT4-7-PGP в данной дозе увеличивал продолжительность пассивного плавания. Результаты проведенных исследований расширяют данные о биологических эффектах N-концевых аналогов АКТГ и могут служить теоретическим обоснованием для создания на их основе фармакологических препаратов с нейротропным спектром активности.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ
Авторы заявляют об отсутствии финансирования.
СООТВЕТСТВИЕ ПРИНЦИПАМ ЭТИКИ Все процедуры проводили в соответствии с Директивой ЕС о защите животных, используемых в научных целях - EU Directive 2010/63/EU, принятой 22 сентября 2010 г., «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации», утвержденными приказом Министерства здравоохранения РФ № 708н от 23.08.2010 г., и под контролем этического комитета ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России (протокол заседания № 3 от 27 октября 2015 г.).
ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРОВ
Додонова С.А. - разработка концепции и дизайна исследования, выполнение эксперимента, статистическая обработка, анализ и интерпретация данных, подготовка рукописи статьи; Бобынцев И.И. -разработка концепции и дизайна исследования, подготовка рукописи статьи; Белых А.Е. - разработка концепции и дизайна исследования, статистическая обработка данных, подготовка рукописи статьи; Ан-филова М.Г. - выполнение эксперимента; Андреева Л.А. - синтез пептидов; Мясоедов Н.Ф. - синтез пептидов.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Ашмарин И.П., Стукалова П.В., Ещенко Н.Д. Биохимия мозга. Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского государственного университета, 1999. 328 с. [Ashmarin I.P., Stukalova P.V., Eshchenko N.D. Biochemistry of the brain. St. Petersburg: Saint Petersburg state University Press, 1999. 328 p. (in Russ.)].
2. Левицкая Н.Г., Глазова Н.Ю., Себенцова Е.А., Манченко Д.М., Андреева Л.А., Каменский А.А. Мясоедов Н.Ф. Ноотропные и анксиолитические эффекты гептапептида АКТГ6_9Рго-01у-Рго. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2019;105(6): 761-770 [Levitskaya N.G., Glazova N.Yu., Sebentso-va E.A., Manchenko D.M., Andreeva L.A., Kamensky A.A., Myasoedov N.F. Nootropic And Anxiolytic Effects Of Heptapeptide ACTH6-9Pro-Gly-Pro. Russian Journal of Physiology. 2019;105(6):761-770 (in Russ.)]. DOI: 10.1134/S0869813919060049.
3. Левицкая Н.Г., Каменский А.А. Меланокортино-вая система. Успехи физиол. наук. 2009;40(1):44-65 [Levitskaya N.G., Kamensky A.A. Melanocortin System. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2009;40(1):44-65 (in Russ.)].
4. Макаренко И.Е., Авдеева О.И., Ванатиев Г.В., Рыбакова А.В., Ходько С.В., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Возможные пути и объемы введения лекарственных средств лабораторным животным. Международный вестник ветеринарии. 2013;3: 72-78 [Makarenko I.E., Avdeeva O.I., Vanati G.V., Rybakova A.V., Khodko S.V., Makarova M.N., Makarov V.G. Possible ways of administration and standard drugs in laboratory animals. Mezhdunarod-nyj vestnik veterinarii. 2013;3:78-84 (in Russ.)].
5. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть I. Под ред. А.Н. Миронова. Москва: Гриф и К, 2012. 944 с. [Guidelines for preclinical studies of drugs. Part I. A.N. Mironov, editor. Moscow: Grif i K, 2012. 944 p. (in Russ.)].
6. Castagne V., Moser P., Roux S., Porsolt R.D. Rodent models of depression: forced swim and tail suspension behavioral despair tests in rats and mice. Current Protocols in Neuroscience. 2011;55:8.10A.1-8.10A.14. DOI: 10.1002/0471142301.ns0810as55.
7. Catania A. Neuroprotective actions of melanocortins: a therapeutic opportunity. Trends Neurosci. 2008;31(7):353-360. DOI: 10.1016/j.tins.2008.04.002.
8. Catania A., Gatti S., Colombo G., Lipton J.M. Targeting melanocortin receptors as a novel strategy to control inflammation. Pharmacol. Rev. 2004;56(1): 1-29. DOI: 10.1124/pr.56.1.1.
9. Chauhan M.B., Chauhan N.B. Brain Uptake of Neuro-therapeutics after Intranasal versus Intraperitoneal Delivery in Mice. J Neurol Neurosurg. 2015;2(1):9.
10. Clark A.J., Forfar R., Hussain M., Jerman J., McIver E., Taylor D. et al. ACTH Antagonists. Front Endocrinol (Lausanne). 2016;7:101.
DOI: 10.3389/fendo.2016.00101.
11. Dores R.M., Liang L., Davis P., Thomas A.L., Petko B. 60 YEARS OF POMC: Melanocortin receptors: evolution of ligand selectivity for melanocortin peptides. J Mol Endocrinol. 2016;56(4):T119-T133. DOI: 10.1530/JME-15-0292.
12. Gilman T.L., Mitchell N.C., Daws L.C., Toney G.M. Neuroinflammation Contributes to High Salt Intake-Augmented Neuronal Activation and Active Coping Responses to Acute Stress. International Journal of Neuropsychopharmacology. 2019;22(2):137-142. DOI: 10.1093/ijnp/pyy099.
depression. Psychoneuroendocrinology. 2015;(65): 389-391. DOI: 10.1016/j.psyneuen.2015.08.028.
17. Todorovic A., Lensing C.J., Holder J.R., Scott J.W., Sorensen N.B., Haskell-Luevano C. Discovery of melanocortin ligands via a double simultaneous substitution strategy based on the Ac-His-DPhe-Arg-Trp-NH2 template. ACS Chem Neurosci. 2018;9(11): 2753-2766. DOI: 10.1021/acschemneuro.8b00181.
18. Yankelevitch-Yahav R., Franko M., Huly A., Doron R. The Forced Swim Test as a Model of Depressive-like Behavior. J Vis Exp. 2015;97:e52587. DOI: 10.3791/52587.
19. Yia X., Manickama D.S., Brynskikhb A., Kabano-va A.V. Agile delivery of protein therapeutics to CNS. Journal of Controlled Release. 2014;190:637-663. DOI: 10.1016/j.jconrel.2014.06.017.
Поступила в редакцию 12.07.2019 Подписана в печать 20.12.2019
Для цитирования: Додонова С.А., Бобынцев И.И., Белых А.Е., Анфилова М.Г., Андреева Л.А., Мясоедов Н.Ф. Сравнительное исследование антидепрессивной активности Ы-концевых аналогов адренокортикотропного гормона у крыс. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2019;(4):83-89. БОТ: 10.21626/уе81шк/2019-4/10.
COMPARATIVE STUDY OF ANTIDEPRESSIVE ACTIVITY OF N-TERMINAL ANALOGS OF ADRENOCORTICOTROPIC HORMONE IN RATS
© Dodonova S.A.1, Bobyntsev I.I.1, Belykh A.E.1, Anfilova M.G.1, Andreeva L.A.2, Myasoedov N.F.2
1 Kursk State Medical University (KSMU)
3, K. Marx St., Kursk, Kursk region, 305041, Russian Federation 2 Institute of Molecular Genetics of Russian Academy of Sciences (IMG RAS)
2, Academician I.V. Kurchatov sq., Moscow, 123182, Russian Federation
Objective. The aim was to study of the effect of ACTH6-9-PGP on the level of depression in rats in the forced swimming test compared to ACTH4-7-PGP.
Materials and methods. The experiments were performed on 90 mature Wistar male rats weighing 250-300 g. Animals were divided into 9 groups (8 experimental and 1 control) with 10 animals each. A physiological solution of 0.9% sodium chloride, ACTH6-9-PGP and ACTH4-7-PGP peptides synthesized in the Institute of Molecular Genetics, Russian Academy of Sciences, were used in the work. Peptides were administered once intraperitoneally 15 minutes before testing: ACTH6-9-PGP at the doses of 0.5, 5, 50, 150 and 450 ^g/kg, ACTH4-7-PGP at the doses of 50, 150 and 450 ^g/kg. The depressive behavior of rats was evaluated using a non-burdened forced swimming test.
Results. The intraperitoneal administration of ACTH6-9-PGP at a dose of 450 ^g/kg helps to reduce the time of animals' immobilization and passive swimming, as well as to increase the duration of their active swimming, which indicates the presence of the antidepressant effect of the peptide. At the same time, ACTH4-7-PGP at all doses used did not significantly affect the studied indicators of behavioral activity, and its effects were limited only by an increase in the time of passive swimming.
Conclusion. Thus, it was found that ACTH6-9-PGP, in contrast to ACTH4-7-PGP, is able to have an antidepressant effect.
Keywords: regulatory peptides; ACTH; depression; forced swimming; rats.
Dodonova Svetlana A. - Assistant of Pathophysiology Department, Junior Researcher of Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0001-8491-3082. E-mail: [email protected]
Bobyntsev Igor' I. - DM, Professor, Head of Pathophysiology Department, Head of Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation. ORCID iD: 0000- 0001-7745-2599. E-mail: [email protected]
Belykh Andrey E. - Associate Professor of Pathophysiology Department, Senior Rresearcher of Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0001-9766-2104. E-mail: [email protected]
Anfilova Marina G. - student, KSMU, Kursk, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0002-8499-1766. E-mail: [email protected]
Andreeva Lyudmila A. - PhD in Chemistry, Head of the Regulatory Peptides Sector of Department of Physiologically Active Substances Chemistry, IMG RAS, Moscow, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0002-3927-8590. E-mail: [email protected]
13. Koroleva S.V., Myasoedov N.F. Semax as a Universal Drug for Therapy and Research. Biol Bull Russ Acad Sci. 2018;45(6):589-600.
DOI: 10.1134/S1062359018060055.
14. Levitskaya N.G., Vilenskii D.A., Sebentsova E.A., Andreeva L.A., Kamensky A.A., Myasoedov N.F. Influence of semax on the emotional state of white rats in the norm and against the background of cholecys-tokinin-tetrapeptide action. Biol. Bull. 2010; 37(2):186-192.
15. Liu W., Ge T., Leng Y., Pan Z., Fan J., Yang W., et al. The Role of Neural Plasticity in Depression: From Hippocampus to Prefrontal Cortex. Neural Plast. 2017;2017:6871089. DOI: 10.1155/2017/6871089.
16. Molendijka M.L., de Kloet E.R. Immobility in the forced swim test is adaptive and does not reflect
Myasoedov Nikolai F. - Doctor in Chemistry, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, Head of Department of Physiologically Active Substances Chemistry, IMG RAS, Moscow, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0003-1294-102X. E-mail: [email protected]
CONFLICT OF INTEREST The authors declare the absence of obvious and potential conflicts of interest related to the publication of this article.
SOURCE OF FINANCING The authors state that there is no funding for the study.
CONFORMITY WITH THE PRINCIPLES OF ETHICS All procedures were carried out in accordance with the EU Directive on the protection of animals used for scientific purposes - EU Directive 2010/63/EU, adopted on September 22, 2010, "Rules of laboratory practice in the Russian Federation", approved by the order of the Ministry of Health of the Russian Federation N 708n of 23.08 .2010, and under the supervision
of the ethical committee of Kursk State Medical University of the Ministry of Health of Russia (Protocol N 3 of October 27, 2015).
AUTHORS CONTRIBUTION Dodonova S.A. - developing the study concept and design, the experiment conduction, data analysis and interpretation, the manuscript preparation; Bobyntsev I.I. - developing the study concept and design, the manuscript preparation; Be-lykh A.E. - developing the study concept and design, data analysis, the manuscript preparation; Anfilova M.G. - the experiment conduction, data analysis and interpretation; Andreeva L.A. - peptide synthesis; Myasoedov N.F. - peptide synthesis.
Received 12.07.2019 Accepted 20.12.2019
For citation: Dodonova S.A., Bobyntsev I.I., Belykh A.E., Anfilova M.G., Andreeva L.A., Myasoedov N.F. Comparative study of antidepressive activity of N-terminal analogs of adrenocorticotropic hormone in rats. Kursk Scientific and Practical Bulletin "Man and His Health". 2019;(4):83-89. DOI: 10.21626/vestnik/2019-4/10.
