CC BY
8
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.115.1.001
ВЛИЯНИЕ НЕЙРОПЕПТИДНОГО СОЕДИНЕНИЯ AKTr(6-9)-PRO-GLY-PRO НА УРОВЕНЬ ПРО - И ПРОТИВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРЛЕЙКИНОВ
Научная статья
Ясенявская А.Л.1' *, Цибизова А.А.2, Андреева Л.А.3, Мясоедов Н.Ф.4, Башкина О.А.5, Самотруева М.А.6
и 2, 5, 6 Астраханский государственный медицинский университет, Астрахань, Россия;
3 4 Институт молекулярной генетики Национального исследовательского центра Курчатовский институт,
Москва, Россия
* Корреспондирующий автор (yasen_9[at]mail.ru)
Аннотация
В данном исследовании проводилась оценка влияния меланокортинового нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень про- и противовоспалительных интерлейкинов (IL-ip, IL-4, IL-6) в условиях «социального» стресса. В качестве экспериментальной модели «социального» стресса был выбран сенсорный контакт, в результате чего все животные по типу поведения были разделены на агрессоров и жертв. В дальнейшем все крысы с учетом особенностей поведения были разделены на группы: контрольные животные (контроль); животные, в течение 20 дней подвергавшиеся воздействию стресса (стресс); группы крыс, получавших внутрибрюшинно в дозе 100 мкг/кг/сут курсом 20 дней нейропептидное соединение AKTr(6-9)-Pro-Gly-Pro, начиная с 1-го дня воздействия стресс-фактора. Уровень интерлейкинов IL-ip, IL-4 и IL-6 определяли методом иммуноферментного анализа. «Социальный» стресс, сформированный в данном эксперименте, сопровождается изменением продукции интерлейкинов, что позволяет рассматривать стресс, независимо от факторов, как основной индуктор продукции провоспалительных цитокинов. Оценка влияния меланокортинового нейропептида на уровень IL-ip, IL-4 и IL-6 в условиях «социального» стресса показала, что действие AKTr(6-9)-Pro-Gly-Pro направлено на восстановление уровней изучаемых про- и противовоспалительных интерлейкинов у стрессированных животных.
Ключевые слова: «социальный» стресс, меланокортины, нейропептиды, интерлейкин-ip (IL-ip), интерлейкин-4 (IL-4), интерлейкин-6 (IL-6).
ON THE EFFECT OF THE NEUROPEPTIDE COMPOUND ACTH(6-9)-PRO-GLY-PRO ON THE LEVEL OF PRO- AND ANTI-INFLAMMATORY INTERLEUKINS Research article
Yasenyavskaya A.L.1, *, Tsibizova A.A.2, Andreeva L.A.3, Myasoedov N.F.4, Bashkina O.A.5, Samotrueva M.A.6
\, % 5 6 Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russia;
3 4 Institute of Molecular Genetics of National Research Centre Kurchatov Institute, Moscow, Russia
* Корреспондирующий автор (yasen_9[at]mail.ru)
Abstract
The current study evaluates the effect of the melanocortin neuropeptide compound ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro on the level of pro- and anti-inflammatory interleukins (IL-ifi, IL-4, IL-6) under conditions of "social" stress. Sensory contact was chosen as an experimental model of "social" stress, as a result of which all animals were divided into aggressors and victims according to the type of behavior. Subsequently, all the rats were divided into groups based on their behavior: control animals (control); animals exposed to stress in the course 20 days (stress); groups of rats that were administered the neuropeptide compound ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro intraperitoneally at a dose of i00 mcg / kg /day in the course of 20 days starting from the ist day of stress factor exposure. The level of interleukins IL-ifi, IL-4 and IL-6 was determined via enzyme immunoassay. The "social" stress formed in this experiment was accompanied by a change in interleukin production. This fact allows the authors to consider stress as the main inducer of pro-inflammatory cytokines production regardless of factors. An assessment of the effect of melanocortin neuropeptide on the level of IL-ifi, IL-4 and IL-6 under conditions of "social" stress showed that ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro is aimed at restoring the levels of the studied pro- and anti-inflammatory interleukins in stressed animals.
Keywords: "social" stress; melanocortins, neuropeptides, interleukin-ip (IL-ip), interleukin-4 (IL-4), interleukin-6 (IL-6).
Введение
На сегодняшний день пристальное внимание уделяется изучению патогенетических механизмов развития изменений со стороны различных систем организма, в том числе иммунной, возникающих в условиях длительного воздействия стрессогенных факторов [1]. Установлено, что длительное воздействие стресс-фактора приводит к истощению адаптационных резервов организма и, в конечном итоге, к развитию иммунных нарушений, что может является одним из факторов развития аутоиммунных, аллергических, онкологических и многих других заболеваниях [2]. Возникающие патологические изменения требуют незамедлительного терапевтического воздействия, что определяет актуальность поиска средств коррекции стресс-индуцированных иммунных нарушений, в том числе и уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов, поскольку доказана роль некоторых из них, как триггера в каскаде иммунных нарушений [3].
В настоящее время особый интерес исследователей привлекают соединения нейропептидной природы, обладающие биорегуляторными механизмами действия, которые способны оказывать и стресс-защитную активность [4], [5]. Одним из таких препаратов является меланокортиновый препарат Семакс, содержащий пролин и глицин. Доказано, что Семакс обладает анксиолитической, антиамнестической, антиоксидантной и иммунотропной активностью [6], [7]. На его основе синтезирован аналог AKTr(6-9)-Pro-Gly-Pro, который на данный момент проходит доклиническое изучение фармакологических эффектов [8]. Несмотря на наличие информации о его
i37
фармакологической активности, данных о его влиянии на динамику изменения уровня про - и противовоспалительных интерлейкинов на фоне воздействия стрессовых факторов недостаточно.
Цель исследования: изучить влияние меланокортинового нейропептидного соединения AKTr(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень про- и противовоспалительных интерлейкинов (IL-1ß, IL-4, IL-6) в условиях «социального» стресса.
Материалы и методы исследования
Все эксперименты проводились на белых крысах самцам 6-8-месячного возраста. Животные содержались в стандартных условиях и беспрепятственным допуском к воде и пище. Манипуляции проводились согласно Приказа Минздрава России № 199н от 04/01/2016. «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики» (GLP).
В дальнейшем все крысы с учетом особенностей поведения были разделены на группы: контрольные животные (контроль); животные, в течение 20 дней подвергавшиеся воздействию стресса (стресс); опытные группы крыс, получавшие внутрибрюшинно в дозе 100 мкг/кг/сут, начиная с 1 -го дня воздействия стресс-фактора, курсом 20 дней нейропептидное соединение меланокортиной природы AKTr(6-9)-Pro-Gly-Pro.
В качестве модели «социального» стресса был выбран сенсорный контакт. Животных помещали парами в экспериментальные клетки, разделенные пополам прозрачной перегородкой с отверстиями, которые позволяли им видеть, слышать и воспринимать запахи друг друга, но препятствовали физическому взаимодействию. Перегородку убирали ежедневно на 10 минут, что приводило к межсамцовым конфронтациям. В результате были сформированы группы животных с агрессивным и субмиссивным типом поведения.
Уровень интерлейкинов определяли методом иммуноферментного анализа с использованием иммунологического анализатора «Multiscan FC» и применением высокочувствительных наборов ELISA Kit for Interleukin 1 Beta (IL-1ß) (США); ELISA Kit for Interleukin 6 (IL-6) (США); ELISA Kit for Interleukin 4 (IL-4) (США). Иммуноферментный анализ проводилась в соответствии с методическими инструкциями, прилагаемыми к наборам.
Результаты эксперимента были статистически обработаны с использованием программ: Microsoft Office Excel 2007 (Microsoft, США), BIOSTAT 2008 Professional 5.1.3.1. Для обработки полученных результатов использовался параметрический метод (критерий Манна-Уитни). Значимость различий в экспериментальных группах оценивалась на уровне значимости р<0,05.
Результаты
Результаты исследования влияния нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень про- и противовоспалительных интерлейкинов в условиях «социального» стресса показаны на рисунке.
м 250 -
г
п в,
о н
200
150
й ейл
& 100 Ё
и ь н е в о
оУр
50
IL-1ß
IL-6
-50
IL-4
-100
Контроль
Стресс (агрессоры)+АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro Стресс (жертвы)+АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro
Стресс (агрессоры) Стресс (жертвы)
Рис. 1 - Уровень интерлейкинов в сыворотке крови белых крыс в условиях экспериментального «социального» стресса под влиянием АКТГ(6-9)-Рго-01у-Рго
Примечание: * -р < 0,05 - относительно контроля; # -р < 0,05 - относительно группы «социальный» стресс
В результате проведенной работы по определению уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов было установлено, что в сыворотке крови животных, подвергшихся стрессу, наблюдалось статистически значимое повышение уровня 1Ь-1р и 1Ь-6 у особей с агрессивным типом поведения более чем на 42% (р<0,05) и 26% (р>0,05), у крыс с субмиссивным типом - на 59% (р<0,01) и 16% (р>0,05) соответственно по сравнению с животными в контрольной группе. Концентрация ГЬ-4 снизилась в обеих группах, однако данные изменения не имели статистической значимости.
Оценка влияния нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Рго-в1у-Рго на уровень изучаемых интерлейкинов в условиях «социального» стресса показала, что исследуемое соединение способствовало подавлению продукции провоспалительных 1Ь-1р и ГЬ-6, что сопровождалось снижением их уровней у животных с агрессивным типом
поведения по сравнению со стрессированными животными на 33% (р<0,05) и 12% (р>0,05) соответственно; в группах животных с субмиссивным типом поведения - на 35% (р<0,05) и 16% (р>0,05). Что касается исследования уровня ГЬ-4 при введении в условиях «социального» стресса, то было отмечено восстановление этого показателя практически до контрольных значений.
Обсуждение
В настоящее время в рамках развития направления по изучению функционирования единой цитокиновой сети организма возникает необходимость в детальном анализе изменений продукции отдельных интерлейкинов при различных патофизиологических состояниях, в том числе возникших на фоне стрессовых воздействий. «Социальный» стресс, сформированный в нашем эксперименте, сопровождается увеличением продукции IL-1ß, IL-6, что позволяет рассматривать стресс как основной индуктор продукции цитокинов семейства провоспалительных интерлейкинов. Действие изучаемого нейропептидного меланокортинового соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro направлено на восстановление уровня про- и противовоспалительных интеролейкинов у стрессированных животных, что может указывать на механизм стресс-защитного действия, который реализуется в рамках функционирования единой цитокиновой сети.
Вывод
Таким образом, проведенное исследование установило наличие у нейропептидного меланокортинового соединения AKTr(6-9)-Pro-Gly-Pro выраженного стресс-протекторного действия за счет восстановления уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов, что актуализирует дальнейшее детальное изучение опосредованного цитокиновыми факторами механизма антистрессорного эффекта нейропептидов.
Финансирование Funding
Работа выполнена при финансовой поддержке The work was carried out with the financial support
Российского фонда фундаментальных исследований, of the Russian Foundation for Basic Research, RFBR
грант РФФИ № 19-04-00461. grant No. 19-04-00461.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Benham G. Stress and sleep remain significant predictors of health after controlling for negative affect / G. Benham, R. Charak // Stress Health. - 2019. - Vol. 35. - no. 1. - P. 59-68. DOI: 10.1002/smi.2840.
2. Yasenyavskaya A. Effects of neuropeptides on behavior of rats in open field test and experimentally induced social stress / A. Yasenyavskaya, M. Samotrueva, A. Tsibizova et al. // Archiv euromedica. - 2020. - Vol. 10. - no. 3. - P. 25-28 DOI: 10.35630/2199-885X/2020/10/3.5
3. Cohen S. Stage Model of Stress and Disease / S. Cohen, A P. J. Gianaros, S. B. Manuck // Perspectives on Psychological Science. - 2016. -Vol. 11. - no. 4. -P. 56-63. DOI: 10.1177/1745691616646305.
4. Carr R. Neuropeptides in sensory signal processing / R. Carr, S. Frings // Cell and Tissue Research. - 2019. -Vol. 375(1). - P. 217-225. DOI: 10.1007/s00441-018-2946-3
5. Kanunnikova N. P. Neuroprotective properties of neuropeptides / N. P. Kanunnikova // Journal of the Grodno State Medical University. - 2017. - Vol. 15. - no. 5. - P. 492-498. DOI: 10.25298/2221-8785-2017-15-5-492-498
6. Samotrueva M. Influence of neuropeptides acth(4-7)-pro-gly-pro and acth(6-9)-pro-gly-pro on the intensity of redox reactions under experimental depression / M. Samotrueva, A. Yasenyavskaya, A. Tsibizova et al. // Archiv euromedica. -2020. - Vol. 10. - no. 3. - P. 29-32 DOI: 10.35630/2199-885X/2020/10/3.6
7. Thiele T.E. Neuropeptides and Addiction: An Introduction International / T. E. Thiele // Review of Neurobiology. -2017. - Vol. 136. - P. 1-3. DOI: 10.1016/bs.irn.2017.07.001
8. Himmerich H. Stress-induced cytokine changes in rats / H. Himmerich, J. Fischer, K. Bauer et al. // European Cytokine Network. -2013. - Vol. 24(2). - P. 97-103. DOI: 10.1684/ecn.2013.0338.
