1. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия; НИИ фармакологии им. В.В. Закусова, Москва, Россия 2. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия
Токсины ротенон и 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (МФТП) применяются у животных для моделирования болезни Паркинсона (БП). Механизм действия токсинов связан с угнетением митохондриальной дыхательной цепи, что приводит к дегенерации дофаминергических (ДА) нейронов. Преимуществом ротенонового метода является способность ротенона провоцировать нейродегенерацию, наиболее схожую по своим симптомам и молекулярно-биологическим признакам с таковыми у БП. Изатин (индолдион-2,3) — эндогенный нейропротектор, обнаруженный в тканях и биологических жидкостях млекопитающих и человека, обладающий широким спектром биологической активности, реализующимся многочисленными изатин-связывающими белками. В данной работе изучены особенности поведенческих реакций и профиля изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном паркинсоническим синдромом (ПС) в сравнении с соответствующими параметрами МФТП-индуцированного паркинсонизма у мышей. Показано, что системное введение ротенона моделирует тяжёлый ПС, сопоставимый с эффектом от введения МФТП, сопровождающийся значимой потерей веса животных, их гибелью, олигокинезией, ригидностью и постуральной неустойчивостью. Несмотря на общую патогенетическую основу ПС, вызванного ротеноном и МФТП, молекулярные механизмы их действия различаются. В случае ротенон-индуцированного ПС пул изатин-связывающих белков, общих для контрольных крыс и крыс с ПС (146), значительно превышал пул общих белков контрольных мышей и мышей с МФТП-индуцированным ПС, как непосредственно после введения нейротоксина (27), так и (тем более) через неделю после введения (14). Сравнение изатин-связывающих белков, специфичных для животных с МФТП-индуцированным и с ротенон-индуцированным ПС (по сравнению с контрольными животными), выявило полное отсутствие белков, общих для этих двух моделей БП. При этом влияние нейротоксинов в обоих случаях в первую очередь затрагивало белки, участвующие в передаче сигнала и регуляции активности ферментов. Изменения профиля изатин-связывающих белков при введении ротенона позволяют предположить, что введение нейропротектора изатина будет оказывать позитивный эффект и в ротеноновой модели БП.
Капица И.Г., Казиева Л.Ш., Вавилов Н.Э., Згода В.Г., Копылов А.Т., Медведев А.Е., Бунеева О.А. (2023) Особенности поведенческих реакций и профиля изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 69(1), 46-54.
Капица И.Г. и др. Особенности поведенческих реакций и профиля изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом // Биомедицинская химия. - 2023. - Т. 69. -N 1. - С. 46-54.
Капица И.Г. и др., "Особенности поведенческих реакций и профиля изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом." Биомедицинская химия 69.1 (2023): 46-54.
Капица, И. Г., Казиева, Л. Ш., Вавилов, Н. Э., Згода, В. Г., Копылов, А. Т., Медведев, А. Е., Бунеева, О. А. (2023). Особенности поведенческих реакций и профиля изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 69(1), 46-54.
Список литературы
Duty S., Jenner P. (2011) Animal models of Parkinson's disease: A source of novel treatments and clues to the cause of the disease. Br. J. Pharmacol., 164(4),1357-1391. CrossRef Scholar google search
Fleming S.M., Zhu C., Fernagut P.O., Mehta A., Dicarlo C.D., Seaman R.L., Chesselet M.F. (2004) Behavioral and immunohistochemical effects of chronic intravenous and subcutaneous infusions of varying doses of rotenone. Exp. Neurol., 187(2), 418-429. CrossRef Scholar google search
Fleming S.M., Salcedo J., Fernagut P.O., Rockenstein E., Masliah E., Levine M.S., Chesselet M.F. (2004) Early and progressive sensorimotor anomalies in mice overexpressing wild-type human alpha-synuclein. J. Neurosci. 24, 9434-9440. CrossRef Scholar google search
Cannon J.R., Tapias V.M., Na H.M., Honick A.S., Drolet R.E., Greenamyre J.T. (2009) A highly reproducible rotenone model of Parkinson's disease. Neurobiol. Dis., 34(2), 279-290. CrossRef Scholar google search
Meredith G.E., Rademacher D.J. (2011) MPTP mouse models of Parkinson's disease: An update. J. Parkinsons Dis., 1(1), 19-33. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Igosheva N., Crumeyrolle-Arias M., Glover V. (2005) Isatin: Role in stress and anxiety. Stress, 8, 175-183. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Buneeva O., Glover V. (2007) Biological targets for isatin and its analogues: implications for therapy. Biologics, 1, 151-162. Scholar google search
Crumeyrolle-Arias M., Buneeva O., Zgoda V., Kopylov A., Cardona A., Tournaire M.C., Pozdnev V., Glover V., Medvedev A. (2009) Isatin binding proteins in rat brain: In situ imaging, quantitative characterization of specific [3H]isatin binding, and proteomic profiling. J. Neurosci. Res., 87, 2763-2772. CrossRef Scholar google search
Buneeva O., Gnedenko O., Zgoda V., Kopylov A., Glover V., Ivanov A., Medvedev A., Archakov A. (2010) Isatin binding proteins of rat and mouse brain: proteomic identification and optical biosensor validation. Proteomics, 10, 23-37. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Buneeva O., Gnedenko O., Ershov P., Ivanov A. (2018) Isatin, an endogenous nonpeptide biofactor: A review of its molecular targets, mechanisms of actions, and their biomedical implications. Biofactors, 44(2), 95-108. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Kopylov A., Buneeva O., Kurbatov L., Tikhonova O., Ivanov A., Zgoda V.A. (2020) Neuroprotective dose of isatin causes multilevel changes involving the brain proteome: prospects for further research. Int. J. Mol. Sci., 21(11), 4187. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Buneeva O. (2022) Tryptophan metabolites as mediators of microbiota-gut-brain communication: Focus on isatin. A mini review. Front. Behav. Neurosci., 16, 922274. CrossRef Scholar google search
Medvedev A.E., Goodwin D.L., Sandler M., Glover V. (1999) Efficacy of isatin analogues as antagonists of rat brain and heart atrial natriuretic peptide receptors coupled to particulate guanylate cyclase. Biochem. Pharmacol., 57, 913-915. CrossRef Scholar google search
Воронина Т.А., Середенин С.Б., Яркова М.А., Воронин М.В. (2012) Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств, часть первая. А.Н. Миронов (ред.), Гриф и К, Москва, 994 с. Scholar google search
Khaing Z.Z., Geissler S.A., Schallert T., Schmidt C.E. (2013) Assessing forelimb function after unilateral cervical SCI using novel tasks: Limb step-alternation, postural instability and pasta handling. J.Vis. Exp., 79, e50955. CrossRef Scholar google search
Tillerson J.L., Miller G.W. (2003) Grid performance test to measure behavioral impairment in the MPTP-treated-mouse model of parkinsonism. J. Neurosci. Methods, 123(2), 189-200. CrossRef Scholar google search
Walker J.M. (ed.) (2002) The Protein Protocol Handbook, Humana Press Inc., Totowa, N.Y. Scholar google search
Wiśniewski J.R., Zougman A., Nagaraj N., Mann M. (2009) Universal sample preparation method for proteome analysis. Nat. Methods, 6(5), 359-362. CrossRef Scholar google search
Kapp E.A., Schütz F., Connolly L.M., Chakel J.A., Meza J.E., Miller C.A., Fenyo D., Eng J.K., Adkins J.N., Omenn G.S., Simpson R.J. (2005) An evaluation, comparison, and accurate benchmarking of several publicly available MS/MS search algorithms: Sensitivity and specificity analysis. Proteomics, 5(13), 3475-3490. CrossRef Scholar google search
Медведев А.Е., Бунеева О.А., Копылов А.Т., Тихонова О.В., Медведева М.В., Неробкова Л.Н., Капица И.Г., Згода В.Г. (2017) Митохондриальный субпротеом Rpn10-связывающих белков мозга и его изменения, индуцированные нейротоксином МФТП и нейропротектором изатином. Биохимия, 82, 470-480. CrossRef Scholar google search
