В работе исследовались нейрофизиологические и поведенческие особенности у мышей нокаутов по гену рецепторов следовых аминов (TAARs) в сравнении с животными дикого типа. При изучении особенностей в проявлении различных форм поведения у мышей нокаутов по TAARs (TAAR1 и TAAR5) и мышей дикого определялись базальные характеристики двигательной и исследовательской активности, уровня тревожности, выраженности смещенного поведения (реакции груминга), вегетативных актов (болюсы и уринации) в классических тестах приподнятого крестообразного и приподнятого кругового лабиринтов. Для оценки депрессивноподобного поведения применен тест вынужденного плавания (тест Порсолта). Регистрировались и изучались акустические пороги возникновения стартл-реакции и базальный уровень преимпульсного торможения у мышей нокаутов по TAARs (TAAR1 и TAAR5) рецепторам и у мышей дикого типа WT.
В тесте ПКЛ не было обнаружено различий по двигательному и исследовательскому поведению и уровню тревожности у самцов TAAR1-KO и дикого типа (WT). Однако в нашем эксперименте было выявлено, что самцы мышей TAAR1-KO демонстрируют значимое большее число проявлений вегетативных реакций в тесте ПКЛ по сравнению с мышами WT. Повышенная эмоциональная реактивность, проявляемая мышами TAAR1-KO в тесте ПКЛ, показана нами впервые. Поведение самок мышей TAAR1-KO и WT в тесте ПКЛ также существенно не отличалось. Достоверные отличия были обнаружены только по количеству вертикальных стоек (повышенное исследовательское поведение) которых было больше в группе самок мышей TAAR1-KO.
Сравнение самцов и самок мышей TAAR1-KO в тесте ПКЛ показало, что у самок и самцов TAAR1-KO были обнаружены различия по целому ряду параметров, в то время как самцы и самки WT не различались ни по одному из исследованных параметров поведения. Межполовые различия в тесте ПКЛ для мышей TAAR1-KO обнаружены впервые. В тесте ПОЛ у самок мышей TAAR1-KO были показаны статистически значимые отличия от самок WT: у мышей TAAR1-KO было выявлен более высокий уровень тревожности по всем регистрируемым показателям по сравнению с мышами WT, двигательная и исследовательская активность также была ниже у мышей TAAR1-KO.
Оценка поведения в тесте ПКЛ у самок мышей TAAR5 KO и WT показала целый ряд различий у животных двух групп: у мышей WT уровень тревожности и показатели смещенного поведения были достоверно ниже, чем у мышей TAAR5 KO.
Данные по поведению самок мышей TAAR1-KO и TAAR5-KO в сравнении с диким типом в приподнятых крестообразном и 0-образном лабиринтах были получены впервые. Результаты свидетельствуют об определенной вовлеченности генов taar5 и taar1 в формировании базального уровня тревожности мышей.
Анализ поведения в тесте вынужденного плавания показал, что у самцов мышей TAAR1-KO статистически значимо увеличивается длительность иммобилизации по сравнению с группой WT, у самок мышей TAAR1-KO по сравнению с самками WT обнаружено только увеличение латентного периода первой иммобилизации.
У самок мышей TAAR5-KO в тесте вынужденного плавания была выявлена более высокая длительность иммобилизации по сравнению с мышами WT – усиление показателя депрессивноподобного состояния.
Проведенное исследование продемонстрировало отсутствие отличий в степени выраженности преимпульсного торможения между группами TAAR5-KO и WT и между группами TAAR1-KO и WT .
На втором этапе работы изучалось возможное вовлечение TAARs рецепторов в механизмы стресса и в развитие постстрессорных расстройств. В качестве стрессорного воздействия использовалась модель острого неконтролируемого стресса иммобилизации, широко применяемая для изучение психогенного стресса (restraint stress) (Gong et al, 2015). Изучение особенностей формирования поведенческого компонента стрессорного ответа у самок является особенно актуальным, в связи с выраженными гендерными особенностями реакции на стресс и формированием психических расстройств под воздействием стрессоров.
Исследование влияния стресса иммобилизации на самках TAAR1-KO показало, что при тестировании в ПОЛ через 30 мин после окончания стрессорного воздействия у мышей TAAR1-KO, не наблюдалось никаких достоверных изменений в поведении. В то же время было обнаружено, что самки WT демонстрировали классический выраженный поведенческий ответ на стресс. У них резко увеличился уровень тревожности и существенно снизились показатели двигательной активности и исследовательского поведения. Таким образом у мышей TAAR1-KO обнаружено отсутствие раннего поведенческого ответа на стрессорное воздействие (неконтролируемый острый стресс иммобилизации). Известно, что увеличение уровня тревожности сразу после действия стрессора опосредовано активацией системы кортикотропин рилизинг гормона (КРГ) (Mazzitelli et al., 2022). Отсутствие раннего поведенческого ответа на стрессорное воздействие у мышей TAAR1-KO, но не у мышей WT указывает на то, что рецепторы TAAR1 возможно необходимы для функционирования системы КРГ при реализации раннего поведенческого ответа на стресс.
Спустя 4 часа после окончания стрессорного воздействия – при тестировании в ПКЛ выраженный поведенческий компонент стрессорного ответа наблюдался как у мышей TAAR1-KO, так у WT. В обеих группах мышей отмечалось значимое увеличение уровня тревожности и снижение ряда показателей двигательной и исследовательской активности. Различия между животными TAAR1-KO и WT при тестировании в ПКЛ через 4 часа после стресса не были выявлены. Повторное тестирование в ПКЛ через 3 недели после стресса показало, что у мышей TAAR1-KO и у мышей WT продолжалось дальнейшее снижение двигательной и исследовательской активности и повышение уровня тревожности, однако эти различия не достигают уровня статистической значимости. И хотя внутригрупповых достоверных различий показателей поведения в ПКЛ через 4 час и через 3 недели после стресса обнаружено не было, появились межгрупповые различия. При тестировании через 3 недели у мышей WT по сравнению с мышами TAAR1-KO было зарегистрировано уменьшение дистанции, пройденной в открытых рукавах, уменьшение количества заходов в открытые рукава и количества свешиваний. Таким образом поведенческий ответ через 3 недели после стрессорного воздействия у мышей TAAR1-KO оказался слабее по ряду параметров, характеризующих уровень тревожности. Возможно, это связано со снижением эмоциональной памяти, возникающим при предполагаемых нарушениях в работе системы КРГ из-за выключения TAAR1 рецептора.
В тесте принудительного плавания через 24 часа после стрессорного воздействия у животных обеих групп не было выявлено достоверных изменений длительности иммобилизаций, однако в группе TAAR1-KO произошло достоверное снижение времени до появления первой иммобилизации. При тестировании животных через три недели после острого иммобилизационного стресса в обеих группах TAAR1-KO и WT отмечено достоверное увеличение длительности иммобилизации и снижение латентного периода до первой иммобилизации. Различий между группами TAAR1-KO и WT обнаружено не было.
Таким образом впервые показано, что при сравнении поведения самок мышей TAAR1-KO и WT в норме и после действия стресса иммобилизации обнаруживается отсутствие раннего компонента стрессорного поведенческого ответа у мышей TAAR1-KO.
Важно отметить, что несмотря на то, что действие стрессора было относительно коротким (30 минут), существенные изменения в поведении самок мышей сохранялись и даже усиливались через три недели после окончания стрессорного воздействия. Данные по отдаленной поведенческой реакции на стресс у мышей практически отсутствует, изменение поведения самок через три недели после острого краткосрочного неконтролируемого стресса показано нами впервые.
В группе мышей TAAR5-КО через 30 минут после окончания действия иммобилизационного стресса в тесте ПОЛ все поведенческие показатели статистически значимо не отличались от зарегистрированных до стрессорного воздействия, тогда как у мышей WT после стресса наблюдалось изменение ряда поведенческих показателей, характерное для поведенческого стрессорного ответа. Через четыре часа после окончания действия острого неконтролируемого иммобилизационного стресса у мышей TAAR5-KO изменений в большинстве параметров поведения не было зарегистрировано (изменилось только количество заходов в открытые рукава), т.е. развития адаптивного стрессорного ответа не происходило. У самок мышей WT после стрессорного воздействия произошло увеличение уровня тревожности и снижение двигательной активности. Таким образом отсутствие TAAR5 рецептора приводит не только к нарушению краткосрочного (через 30 минут), но и долгосрочного (через 4 часа) поведенческого компонента стрессорного ответа.
Проведённое исследование впервые показало особенности формирования поведенческого компонента стрессорного ответа у самок мышей после выключения рецепторов TAARs.
Примененный вариант стрессорного воздействия (стресс иммобилизации) не оказал влияния на параметры преимпульсного торможения спустя 24 часа после стрессирования в обеих группах мышей (TAAR5-KO и WT , а также TAAR1-KO и WT). Таким образом, в данном исследовании не было обнаружено эффектов стресса иммобилизации на степень выраженности преимпульсного торможения в группах животных-нокаутов по рецепторам TAARs и животных дикого типа.
При изучении особенностей слуховых вызванных потенциалов мозга зарегистрированных в условиях хронического эксперимента у мышей нокаутов по генам рецепторов TAARs и животных дикого типа после воздействия острого неконтролируемого стресса определялись характеристики сенсорного гейтинга (СГ) и аналога негативности рассогласования (НР) .
Статистически достоверных отличий индекса сенсорного гейтинга и аналога негативности рассогласования (НР) между группами мышей TAAR5-KO и WT при тестирования животных до стрессорного воздействия не обнаружено. При тестировании как через 30 минут, так и через 4 часа после стрессорного воздействия не выявлено значимых отличий сенсорного гейтинга и аналога негативности рассогласования (НР) в группах TAAR5-KO и WT. Таким образом, было показано отсутствие влияния нокаута по рецепторам TAAR5 на амплитуду компонентов слуховых вызванных потенциалов.
Исследование показало, что рецепторы TAAR5 не принимают непосредственного участия в электрогенезе слуховых ВП, но в тоже время, возможно способны оказывать модулирующее влияние на параметры сенсорного гейтинга.
Изучение влияния стресса иммобилизации на амплитудно-временные характеристики сенсорного гейтинга и аналога негативности рассогласования (НР) при регистрации вызванных потенциалов мозга мышей TAAR1-KO и WT через 30 минут и 4 часа после применения стрессорного воздействия не выявило достоверных изменений компонентов слуховых вызванных потенциалов в обеих группах животных. Примененный вариант стрессорного воздействия не оказывает влияния на параметры СГ и аналога негативности рассогласования на животных TAAR1-KO и WT.