regmedjournalРегенерация органов и тканейРегенерация органов и тканей2949-5938Общество регенеративной медицины10.60043/2949-5938-2023-2-76-84regmedjournal-39Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПостстрессорные изменения уровня мРНК il-6 и bdnf в гиппокампе и крови крыс с генетически детерминированным контрастным уровнем возбудимости нервной системыPost-stress changes in il-6 and bdnf mRNA levels in the hippocampus and blood of rats with a genetically determined contrast level of nervous system excitabilityМаяноваЕ. Ю.MayanovaE. Y.

Маянова Екатерина Юрьевна — студент, Высшая школа живых систем

236041, г. Калининград, ул. Александра Невского, 14

Ekaterina Y. Mayanova — student, Higher School of Living Systems

Kaliningrad, Alexandra Nevskogo str., 14

НовожиловаС. А.NovozhilovaS. A.

Новожилова София Андреевна — студент, Высшая школа живых систем

236041, г. Калининград, ул. Александра Невского, 14

Sofia A. Novozhilova — student, Higher School of Living Systems

Kaliningrad, Alexandra Nevskogo str., 14

ШалагиноваИ. Г.ShalaginovaI. G.

Шалагинова Ирина Геннадьевна — к.б.н., старший преподаватель, Образовательнонаучный кластер «МедБио»

236041, г. Калининград, ул. Александра Невского, 14

Irina G. Shalaginova  — Ph.D., senior lecturer, Educational and scientific cluster “MedBio”

Kaliningrad, Alexandra Nevskogo str., 14

shalaginova_i@mail.ruЗачепилоТ. Г.ZachepiloT. G.

Зачепило Татьяна Геннадьевна — к.б.н., зав. лабораторией генетики ВНД

199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6

Tatyana G. Zachepilo — Ph.D., head of Biological Sciences, Laboratory of Genetics of the higer nervous activity

199034, Saint-Petersburg, Makarova emb., 6

ДюжиковаН. А.DyuzhikovaN. A.

Дюжикова Наталья Алековна — д.б.н., директор

199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6

Natalia A. Dyuzhikova — Doctor of Biological Sciences, director

199034, Saint-Petersburg, Makarova emb., 6

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»РоссияImmanuel Kant Baltic Federal University, 236041Russian FederationФГБУН «Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук»РоссияPavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202303072024127684Copyright © Маянова Е.Ю., Новожилова С.А., Шалагинова И.Г., Зачепило Т.Г., Дюжикова Н.А., 20242024Маянова Е.Ю., Новожилова С.А., Шалагинова И.Г., Зачепило Т.Г., Дюжикова Н.А.Mayanova E.Y., Novozhilova S.A., Shalaginova I.G., Zachepilo T.G., Dyuzhikova N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.regmed-journal.ru/jour/article/view/39

Нейровоспаление рассматривают как один из механизмов, с помощью которых стресс потенциально может приводить к нарушению функций ЦНС. Генетические факторы, которые повышают риск развития постстрессорного нейровоспаления, исследованы недостаточно. Генетически детерминированная возбудимость нервной системы может являться одним из  индивидуальных фаторов риска развития постстрессорных нарушений, в том числе, связанных с особенностями формирования и течения нейровоспаления.

Целью данной работы являлось изучение постстрессорного изменения экспрессии генов провоспалительного il-6  в  крови и  гиппокампе и  антивоспалительного цитокина bdnf в  крови у  крыс с  генетически детерминированным высоким и  низким уровнями возбудимости нервной системы.

Были использованы селекционные животные, самцы двух линий крыс в возрасте 5 месяцев: с  высоким порогом (ВП) возбудимости нервной системы (низковозбудимые) и низким порогом (НП) возбудимости нервной системы (высоковозбудимые) из биоколлекции ФГБУН «Институт физиологии им. И. П. Павлова» РАН. Модель стресса — длительное эмоционально-болевое стрессирование по схеме К. Гехта. Экспериментальных и контрольных животных декапитировали через 24 часа, 7 дней и 24 дня после окончания стрессового воздействия. Изменения уровня мРНК генов il-6 и bdnf оценивали с помощью ПЦР в реальном времени.

Хронический стресс приводил к значимому увеличению уровня мРНК il-6 в гиппокампе только у высоковозбудимых животных через 24 дня после окончания стрессирования. В крови уровень мРНК данного цитокина повышался только у низковозбудимых крыс. Экспрессия гена bdnf в крови не менялась в ответ на стресс ни у одной из линий.

Neuroinflammation is considered as one of the mechanisms by which stress can potentially lead to a disturbance of the functions of the central nervous system. The presence of neuroimmune dysfunction after stress, and what genetic factors increase the risk of post-stress neuroinflammation has not been sufficiently investigated. Genetically determined excitability of the nervous system is a promising marker of individual vulnerability to stress, manifested in post-stress disorders associated with the specifics of the formation of neuroinflammation.

The aim of this work was to study post-stress changes in the expression of pro-inflammatory il-6 genes in the blood and hippocampus and anti-inflammatory cytokine bdnf in the blood of rats with genetically determined high and low levels of excitability of the nervous system. Breeding animals were used, males of two strains of rats aged 5 months: with a high threshold (HT) of excitability of the nervous system (low excitable) and a low threshold (LT) of excitability of the nervous system (high excitable) from the biological collection of the Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Sciences. The stress model is a long-term emotional and painful stress according to the scheme of K. Hecht. Experimental and control animals were decapitated 24 hours, 7 days and 24 days after the end of stress exposure. Changes in the mRNA level of the il-6 and bdnf genes were evaluated using real-time PCR.

Chronic stress led to a significant increase in the level of il-6 mRNA in the hippocampus only in high excitable animals 24 days after the end of stress. In the blood, the mRNA level of this cytokine increased only in low-excitable rats. The expression of the bdnf gene in blood did not change in response to stress in any of the strains.

il-6bdnfнейровоспалениестрессвозбудимость нервной системыкрысыil-6bdnfneuroinflammationstressnervous system excitabilityratsReferencesFenster RJ, et al. Brain circuit dysfunction in post-traumatic stress disorder: from mouse to man. Nature Reviews Neuroscience. 2018;19(9):535–551.Fenster RJ, et al. Brain circuit dysfunction in post-traumatic stress disorder: from mouse to man. Nature Reviews Neuroscience. 2018;19(9):535–551.Dantzer R. Neuroimmune interactions: from the brain to the immune system and vice versa. Physiol Rev. 2018;98(1): 477–504.Dantzer R. Neuroimmune interactions: from the brain to the immune system and vice versa. Physiol Rev. 2018;98(1): 477–504.Erta M, Quintana A, Hidalgo J. Erta M, Quintana A, Hidalgo J. Interleukin-6, a major cytokine in the central nervous system. Int J Biol Sci. 2012;8:1254–1266.Erta M, Quintana A, Hidalgo J. Erta M, Quintana A, Hidalgo J. Interleukin-6, a major cytokine in the central nervous system. Int J Biol Sci. 2012;8:1254–1266.Thakkar, B, Acevedo EO. BDNF as a biomarker for neuropathic pain: Consideration of mechanisms of action and associated measurement challenges. Brain and Behavior. 2023;13(е2903). DOI: 10.1002/brb3.2903Thakkar, B, Acevedo EO. BDNF as a biomarker for neuropathic pain: Consideration of mechanisms of action and associated measurement challenges. Brain and Behavior. 2023;13(е2903). DOI: 10.1002/brb3.2903Rossini PM, et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an IFCN Committee. Clin. Neurophysiol. 2015;126(6):1071–1107.Rossini PM, et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an IFCN Committee. Clin. Neurophysiol. 2015;126(6):1071–1107.Павлов ИП. Лекции о работе больших полушарий головного мозга. М.: Юрайт. 2024. 362 с.Павлов ИП. Лекции о работе больших полушарий головного мозга. М.: Юрайт. 2024. 362 с.Сиваченко ИБ, и др. Импульсная активность и нестабильность генома нейронов миндалевидного комплекса у крыс селектированных линий с контрастной возбудимостью нервной системы в нормальных и стрессовых условиях. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2020;70(5):655–667.Сиваченко ИБ, и др. Импульсная активность и нестабильность генома нейронов миндалевидного комплекса у крыс селектированных линий с контрастной возбудимостью нервной системы в нормальных и стрессовых условиях. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2020;70(5):655–667.Вайдо АИ, Ширяева НВ, Павлова М. Б. и др. Селектированные линии крыс с высоким и низким порогом возбудимости: модель для изучения дезадаптивных состояний, зависимых от уровня возбудимости нервной системы. Лабораторные животные для научных исследований. 2018;3:12–22.Вайдо АИ, Ширяева НВ, Павлова М. Б. и др. Селектированные линии крыс с высоким и низким порогом возбудимости: модель для изучения дезадаптивных состояний, зависимых от уровня возбудимости нервной системы. Лабораторные животные для научных исследований. 2018;3:12–22.Вайдо АИ, Дюжикова НА, Ширяева НВ и др. Системный контроль молекулярно-клеточных и эпигенетических механизмов долгосрочных последствий стресса. Генетика. 2009;45(3):342–348.Вайдо АИ, Дюжикова НА, Ширяева НВ и др. Системный контроль молекулярно-клеточных и эпигенетических механизмов долгосрочных последствий стресса. Генетика. 2009;45(3):342–348.Shalaginova IG, Tuchina OP, Turkin AV, Vylegzhanina AE, Nagumanova AN, Zachepilo TG, et al. The Effect of Long-Term Emotional and Painful Stress on the Expression of Proinflammatory Cytokine Genes in Rats with High and Low Excitability of the Nervous System. J Evol Biochem Physiol. 2023;59(2):642–652. DOI: 10.1134/S0022093023020291Shalaginova IG, Tuchina OP, Turkin AV, Vylegzhanina AE, Nagumanova AN, Zachepilo TG, et al. The Effect of Long-Term Emotional and Painful Stress on the Expression of Proinflammatory Cytokine Genes in Rats with High and Low Excitability of the Nervous System. J Evol Biochem Physiol. 2023;59(2):642–652. DOI: 10.1134/S0022093023020291Khan A, Geiger L, Czéh B. Stress-Induced Morphological, Cellular and Molecular Changes in the Brain-Lessons Learned from the Chronic Mild Stress Model of Depression. Cells. 2020;9. DOI: 10.3390/cells9041026Khan A, Geiger L, Czéh B. Stress-Induced Morphological, Cellular and Molecular Changes in the Brain-Lessons Learned from the Chronic Mild Stress Model of Depression. Cells. 2020;9. DOI: 10.3390/cells9041026Sorrells SF, Sapolsky RM. An inflammatory review of glucocorticoid actions in the CNS. Brain. Behav. Immun. 2007;21(3):259–272.Sorrells SF, Sapolsky RM. An inflammatory review of glucocorticoid actions in the CNS. Brain. Behav. Immun. 2007;21(3):259–272.Шалагинова ИГ, Зачепило ТГ, Дюжикова НА. Влияние длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия на экспрессию гена bdnf в мозге крыс с контрастной возбудимостью нервной системы. Медицинский академический журнал. 2023;23(1):67–74. DOI: 10.17816/MAJ119980Шалагинова ИГ, Зачепило ТГ, Дюжикова НА. Влияние длительного эмоционально-болевого стрессорного воздействия на экспрессию гена bdnf в мозге крыс с контрастной возбудимостью нервной системы. Медицинский академический журнал. 2023;23(1):67–74. DOI: 10.17816/MAJ119980

The authors declare that there are no conflicts of interest present.