Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетико-физиологическое исследование реакции вздрагивания (Acoustic Startle Response) и ее престимульного ингибирования (Prepulse Inhibition) у мышей

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Храпова, Марина Валерьевна

СОДЕРЖАНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Генетико-физиологическое исследование реакции вздрагивания (Acoustic Startle Response) и ее престимульного ингибирования (Prepulse Inhibition) у мышей"

Шли и задачи исследования.9

Положения, выносимые на защиту.10

Научная новизна работы.10

Научно-практическая ценность работы.11

Соавторство.11

Публикации.12

Апробация работы.12

Структура и объем работы.12

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Храпова, Марина Валерьевна

ВЫВОДЫ

1. Амплитуда акустического рефлекса вздрагивания (АРВ) детерминирована генотипом. Выявлены линии мышей, контрастные по АРВ: у мышей линий РТ, СЗНА и SWR вздрагивание выражено в 7 раз сильнее, чем у мышей линий BALB/c и DBA/2. На мышах линий СВА и AKR, различающихся по амплитуде АРВ, и их гибридах F1 CBA*AKR и AKRxCBA показано, что доминирует более высокая амплитуда АРВ, присущая линии СВА.

2. В онтогенезе АРВ возрастает от 14-15-дневного возраста к 2-3-месячному, причем скорость роста амплитуды вздрагивания зависит от генотипа.

3. АРВ устойчив к кратковременной социальной изоляции и острому эмоциональному стрессу. Связи между уровнем кортикостерона и выраженностью АРВ не выявлено. АРВ имеет сезонные особенности, будучи существенно снижен зимой по сравнению с другими сезонами.

4. Экспрессия ПСИ определяется генотипом. Показан генотипический полиморфизм ПСИ. Линии мышей РТ и DBA/2 характеризуются значительно сниженным ПСИ и могут служить генетическими моделями нарушения сенсомоторного торможения.

5. ПСИ изменяется в онтогенезе. Характер онтогенетических изменений ПСИ зависит от генотипа.

6. ПСИ устойчиво к кратковременной социальной изоляции и острому эмоциональному стрессу. ПСИ имеет сезонные особенности: оно снижено осенью по сравнению с зимой и весной.

7. Генотипически детерминированные различия в АРВ и ПСИ не коррелируют друг с другом.

8. Генотипические различия тревожности в тесте приподнятого крестообразного лабиринта, и вызванной присутствием самки половой активации самцов корреляционно не связаны с амплитудой АРВ и выраженностью ПСИ.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Храпова, Марина Валерьевна, Новосибирск

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Москва. 1999. 459С.

2. Куликов А.В., Макаренко B.C. Полуавтоматическое измерение интенсивности агрессивного поведения у мышей// Журн. Высш. Нерв. Деят. 1980. Т.30(2). СС.868-870.

3. Лапин И.П. Уменьшение частоты выглядываний из темного отсека -единственный постоянный показатель влияния анксиогенов на поведение мышей в камере «свет-темнота»// Журн. Высш. Нерв. Деят. 1999. Т.49(3). СС.521-526.

4. Лапин И.П. Модели тревоги на мышах: оценка в эксперименте и критика методики// Эксп. Клин. Фарм. 2000. Т.63(3). СС.58-62.

5. Науменко Е.В., Осадчук А.В., Серова Л.И., Шишкина Г.Т. Генетико-физиологические механизмы регуляции функции семенников. Новосибирск. 1983. 206С.

6. Осадчук А.В., Науменко Е.В. . Генетико-этологические механизмы дифференциального размножения у самцов лабораторных мышей// Докл. АН СССР. 1981. Т.258(3). СС.746-749.

7. Попова Н.К., Августинович Д.Ф., Скринская Ю.А., Никулина Э.М. Генотипические корреляции экспрессии тревожности и метаболизма дофамина в мозге мышей// Журн. высш. нервн. деят. 1996а. Т.46.(5) СС.904-910.

8. Попова Н.К., Амстиславская Т.Г., Кучерявый С.А. Половая мотивация самцов мышей, индуцированная присутствием самки//Журн. Высш. Нерв. Деят. 1998. Т.48(1). СС.84-90.

9. Попова, Н.К., Куликов, А.В., Августинович, Д.Ф., Шиганцов, С.Н. Особенности серотониновой системы мозга и тревожность у мышей линий C57BL и СВА// Журн. высш. нервн. деят. 1996b. Т.46.(2) СС.342-347.

10. ХЪ.Тинников А.А., Бажан Н.М. Определение глюкокортикоидов в плазме крови и инкубатах надпочечников методом конкурентного связывания гормонов белками без предварительной экстракции// Лаб. дело. 1984. Т.12. СС.709-713.

11. AcriJ.B., Brown К. J., SaahM.I., Grunberg N.E. Strain differences in acoustic startle responses and effects of nicotine in rats// Pharmacol. Biochem. Behav.1995. V.50. PP.191-198.

12. Bakshi V.P., Swerdlow N.R., BraffD.L., Geyer M.A. Reversal of isolation-rearing deficits in prepulse inhibition by seroquel and olanzapine// Biol. Psychiatry. 1998. V.43. PP.436-445.

13. Bakshi V.P., Swerdlow N.R., Geyer M.A. Clozapine antagonizes phencyclidine-induced deficits in sensorimotor gating of the startle response// J. Pharmacol. Exp. Ther. 1994. V.27. PP.787-794.

14. Bartolomucci A., PalanzaP., GaspaniL., Limiroli E., Panerai A.E., Ceresini G., Poli M.D., Parmigiani S. Social status in mice: behavioral, endocrine and immune changes are context dependent// Physiol. Behav. 2001. V.73. PP.401410.

15. Belzung C., Griebel G. Measuring normal and pathological anxiety-like behaviour in mice: a review// Behav. Brain. Res. 2001. V.125. PP.141-149.

16. Bourin M. Animal models of anxiety: are they suitable for predicting drug action in humans?// Pol. J. Pharmacol. 1997. V.49. PP.79-84.

17. Bourin M., DhonnchadhaB.A.N., ColombelM.C., Dib M., HascoetM. Cyamemazine as an anxiolytic drug on the elevated plus maze and light/dark paradigm in mice// Behav. Brain. Res. 2001. V.124. PP.87-95.

18. Caeser M., Ostawald J., Pilz P.K.D. Startle responses measured in muscles innervated by facial and trigeminal nerves show common modulation// Behav. Neurosci. 1989. Y.l03. PP. 1075-1081.

19. Carasso B.S., Bakshi V.P., Geyer M.A. Disruption in prepulse inhibition after alpha-adrenoreceptor stimulation in rats// Neuropharmacology. 1998. V.37. PP.401-404.

20. ChaouloffF., Durand M., Mormede P. Anxiety- and activity-related effects of diazepam and chlordiazepoxide in the rat light/dark and dark/light tests// Behav. Brain. Res. 1997. V.85. PP.27-35.

21. Commissaris R.L., Tavakoli-Nezhad M, Barron A.J., Pitts D.K. Effects of chronic low-level oral lead exposure on prepulse inhibition of acoustic startle in rat// Neurotox. Teratol. 2000. V.22. PP.55-60.

22. Costall В., Kelly M.E., Tomkins D.M. Use the elevated plus-maze to assess anxiolytic potential in the rat// Br. J. Pharmacol. 1989. V.96. P.312.

23. Crawley J.N., Goodwin F.K Preliminary report of a simple animal behaviour for the anxiolytic effects of benzodiazepines// Pharmacol. Biochem. Behav. 1980. V.13. PP.167-170.

24. Dichter G.S., Tomarken A. J., Baucom B.R. Startle modulation before, during and after exposure to emotional stimuli// Intern. Journ. Psychopharmacology. 2002. V.43. PP.191-196.

25. DuIawa S.C., Gross С., StarkK.L., Hen R., Geyer M.A. Knockout mice reveal opposite roles for serotonin 1A and IB receptors in prepulse inhibition// Neuropsychopharmacology. 2000. V.22. PP.650-659.

26. Ellenbroek B.A., Budde S., Cools A.R. Prepulse inhibition and latent inhibition: the role of dopamine in the medial prefrontal cortex// Neurosciense. 1996. V.75. PP.535-542.

27. Ellenbroek B. A., van den Kroonenberg P.T., Cools A.R. The effects of an early stressful life event on sensorimotor gating in adult rats// Schiz. Res. 1998. V.30. PP.251-260.

28. Erway L.C., Willott J.F., Archer J.R., Harrison D. Genetics of age-related hearing loss in mice I. Inbred and F1 hybrid strains// Hear. Res. 1993. V.65. PP.125-132.

29. Falls W.A., Carlson S., Turner J.G., Willott J.F. Fear-potentiated startle in two strains of inbred mice// Behav. Neurosci. 1997. V.l 11. PP.855-861.

30. Faraday M.M., Grunberg N.E. The importance of acclimation in acoustic startle amplitude and pre-pulse inhibition testing in male and female rats// Pharmacol. Biochem. Behav. 2000. V.66. PP.375-381.

31. Faraday M.M., O'Donoghue V.A., Grunberg N.E. Effect of nicotine and stress on startle amplitude and sensory gating depend on rat strain and sex// Pharmacol. Biochem. Behav. 1999. V.62. PP.273-284.

32. Farid M., Martinez Z.A., Geyer M.A., Swerdlow N.R. Regulation of sensorimotor gating of the startle reflex by serotonin 2A receptors: ontogeny and strain differences//Neuropsychopharmacology. 2000. V.23. PP.623-632.

33. FranklandP. W., Josselyn S.A., Bradwejn J., Vaccarino F.J., Yeomans J.S. Activation of amygdala cholecystokininB receptors potentiates the acoustic startle response in the rat// J. Neurosci. 1997. Y.17. PP. 1838-1847.

34. Gard P.R., Haigh S.J., Cambursano P.Т., Warrington C.A. Strain differences in the anxiolytic effects of lorastan in mouse// Pharmacol. Biochem. Behav. 2001. V.69. PP.35-40.

35. Garrick Т., Morrow N., Shalev A.Y., Eth S. Stress-induced enhancement of auditory startle: an animal model of posttraumatic stress disorder// Psychiatry. 2001. V.64. PP.346-354.

36. Geyer M.A., Swerdlow N.R., Mansbach R.S., Braff D.L. Startle response models of sensorimotor gating and habituation deficits in schizophrenia// Brain. Res. Bull. 1990. V.25. V.485-498.

37. Ginsburg B.E., Miller D.S. Genetic factors in audiogenic seizures// In: Psychophysiologic, Neuropharmacologie et Biochemie de la Crise Audiogene. Ed.: Busnel R.G. Paris. 1963. PP.218-225.

38. Glowa J.R., Hansen C.T. Differences in response to an acoustic startle stimulus among forty-six rat strains// Behav. Genetics. 1994. V.24. PP.79-84.

39. Griebel G., Rodgers J.R., Perrault G., Sanger D. Risk assessment behaviour: evaluation of utility in the study of 5-HT-related drugs in the rat elevated plus-maze test// Pharmacol. Biochem. Behav. 1997. V.57. PP.817-827.

40. Griebel G., Rodgers J.R., Perrault G., Sanger D. The effects of compounds varying in selectivity as 5-HT1A receptor antagonists in three rat models of anxiety// Neuropharmacology. 2000. V.39. PP. 1848-1857.

41. Grillon C., Morgan C.A. 3rd., Davis M., Southwick S.M. Effect of darkness on acoustic startle in Vietnam veterans with PTSD// Am. J. Psychiatry. 1998. V. 155. PP. 812-817.

42. Handley S.L. 5-Hydroxytryptamine pathways in anxiety and its treatment// Pharmac. Ther. 1995. V.66. PP.103-148.

43. Hoffman H.S., Ison J.R. Reflex modification in the domain of startle: I. Some empirical findings and their implications for how the nervous system processes sensory input//Psychol. Rev. 1980. V.87. PP.175-189.

44. Hogg S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety//Pharmacol. Biochem. Behav. 1996. V.54. PP.21-30.

45. Ison J.R., Taylor M.K., Bowen J.P., Schwarzkopf S.B. Facilitation and inhibition of the acoustic startle reflex in the rat after a momentary increase in background noise level// Behav. Neurosci. 1997. V.l 11. PP.1335-1352.

46. Jones B.C., Mormede P. Neurobehavioral Genetics. Methods and Applications. Boca. CRC Press. 1999. 396P.

47. Jordan W.P. Mesencephalic reticular formation lesions made after habituation training abolish long-term habituation of the acoustic startle response in rats// Behav. Neurosci. 1989. Y.103. PP.805-815.

48. Koch M. Sensorimotor gating changes across the estrous cycle in female rats// Physiol. Behav. 1998. V.64. PP.625-628.

49. Koch M. The neurobiology of startle// Prog. Neurobiol. 1999. Y.59. PP.107128.

50. Koch M., Ebert U. Enhancement of the acoustic startle response by stimulation of an excitatory pathway from the central amygdala/basal nucleus of Meynert to the pontine reticular formation// Exp. Brain. Res. 1993. V.93. PP.231-241.

51. Lee Y., Lopez D.E., Meloni E.G., Davis M. A primary acoustic startle pathway: obligatory role of cochlear root neurons and the nucleus reticularis pontis caudalis//J. Neurosci. 1996. V.16. PP.3775-3789.

52. Lehmann J., Pryce C.R., Feldon J. Lack of effect of an early stressful life event on sensorimotor gating in adult rats// Schiz. Res. 2000. V.41. PP.365-371.

53. Leumann L., Sterchi D., Vollenweider F., Ludewig K., Fruh H. A neural network approach to the acoustic startle reflex and prepulse inhibition// Brain. Res. Bull. 2001. V.56. PP. 101 -110.

54. Licht G., Meredith M. Convergence of main and accessory olfactory pathway onto single neurons in the hamster amygdala// Brain. Res. 1987. V.69. PP.7-14.

55. Light G.A., Braff D.L. Human and animal studies of schizophrenia-related gating deficits // Curr. Psychiatry. Rep. 1999. V.l. PP.31-40.

56. Lister R.G. The use of a plus-maze to measure anxiety in the mouse// Psychopharmacology. 1987. V.92. PP. 180-185.

57. Marks M.J., Stitzel J.A., Collins A.C. Genetic influences on nicotine responses//Pharmacol. Biochem. Behav. 1989. V.33. PP.697-689.

58. Marshall R.D., Garakani A. Psychobiology of the acute stress response and its relationship to the psychobiology of post-traumatic stress disorder // Psychiatr. Clin. North. Am. 2002. V.25. PP.385-395.

59. Mcllwain K.L., Merriweather M.Y., Yuva-Paylor L.A., Paylor R. The use of behavioural test batteries: effects of training history// Physiol. Behav. 2001. V.73. PP.705-717.

60. McKinzie D.L., SajdykT.J., McBride W.J., Murphy J.M., LumengL., Li T.-K., Shekhar A. Acoustic startle and fear-potentiated startle in alcohol-preferring (P) and -nonpreferring (NP) lines of rats// Pharmacol. Biochem. Behav. 2000. V.65. PP.691-696.

61. Olivier В., Leahy С., Mullen Т., Paypor R., Groppi V.E., SarnyaiZ., Brunner D. The DBA/2 J strain and prepulse inhibition of startle: a model system to test antipsychotics?// Psychopharmacology. 2001. V.156. PP.284-290.

62. Parks C.L., Robinson P.S., Sibille E., Shenk Т., Toth M. Increased anxiety of mice lacking the serotoniniA receptor// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V.95. PP. 10734-10739.

63. Parmigiany S., Palanza P., Rodgers J., Ferrari P.F. Selection, evolution of behavior and animal models in behavioral neuroscience// Neurosci. Biobehav. Rev. 1999. V.23. PP.957-970.

64. Paulus M.P., Perry W., Braff D.L. The nonlinear, complex sequential organization of behavior in schizophrenic patients: neurocognitive strategies and clinical correlations// Pharmacol. Biochem. Behav. 1999. V.46. PP.662670.

65. Pauly J.R., JJllman E.A., Collins A.C. Strain differences in adrenalectomy-induced alterations in nicotine sensitivity in the mouse// Pharmacol. Biochem. Behav. 1990. V.35. PP. 171-179.

66. Paylor R., Crawley J.N. Inbred strain differences in prepulse inhibition of the mouse startle response// Psychopharmacology. 1997. V.132. PP.169-180.

67. Popova N.K., Koryakina L.A. Some genetical aspects on pituitary-adrenal response to stress in mice// Endocrinol. Exp. 1981. V.15. PP.45-54.

68. Ralph R.J., Paulus M.P., Geyer M.A. Strain-specific effects of amphetamine on prepulse inhibition and patterns of locomotor behavior in mice// Pharmacol. Exp. Ther. 2001. V.298. PP.148-155.

69. Ramboz S., Oosting R., Amara D.A., Kung H.F., Blier P., Mendelsohn M., Mann J.J., Brunner D., Hen R. Serotonin receptor 1A knockout: an animal model of anxiety-related disorder// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V.95. PP. 14476-14481.

70. Ramos A., Mormede P. Stress and emotionality: a multidimensional and genetic approach // Neurosci. Biobehav. Rev. 1998. V.22. P.33-57.

71. Rodgers R.J., Cole J.C. The elevated plus-maze: pharmacology, methodology and ethology// In: Ethology and Psychopathology. Eds.: Cooper S.J., Hendrie C.A. John Wiley & Sons Ltd. 1994. PP.9-44.

72. Stohr Т., Szuran Т., Pliska V., Feldon J. Behavioural and hormonal differences between two Lewis rat lines// Behav. Brain. Res. 1999. V.l01. PP.163-172.

73. Swerdlow N.R., Martinez Z.A., Hanlon F.M., Auerbach P., Platten A., Braff D.L., Geyer M.A. Towards the genetics of a complex phenotype: strain analyses of drug effects on startle gating// Biol. Psychiatry. 2000. V.47. P.37S.

74. Trullas R., Skolnick P. Differences in fear motivated behaviors among inbred mouse strains.//Psychopharmacology. 1993. V.l 11. PP.323-331.

75. Unvas-Moberg K., Bjdrkstrand E., Salmi P., Johansson C., Astrand M., Ahlenius S. Endocrine and behavioral traits in low-avoidance Sprague-Dawley rats//Reg. Pept. 1999. V.80. PP.75-82.

76. A1 .Valentinuzzi V.S., Buxton O.M., ChangA.-M., Scarbrough K., Ferrari E.A.M.,

77. Takahashi J.S., TurekF. W. Locomotor response to an open field during

78. C57BL/6J active and inactive phases: differences dependent on conditions ofillumination//Physiol. Behav. 2000. V.69. PP.269-275.

79. Van den Buuse M., Eikelis N. Estrogen increases prepulse inhibition ofacoustic startle in rats//Eur. J. Pharmacol. 2001.V.425. PP.33-41.

80. Varty G.B., Higgins G.A. Examination of drug-induced and isolation-induced disruptions of prepulse inhibition as models to screen antipsychotic drugs// Psychopharmacology. 1995. V.l22. PP. 15-26.

81. Varty G.B., Walters N., Cohen-Williams M., Carey G.J. Comparison of apomorphine, amphetamine and dizocilpine disruptions of prepulse inhibition in inbred and outbred mice strains// Eur. J. Pharmacol. 2001. V.424. PP.27-36.

82. Walker D.L., Davis M. Anxiogenic effects of high illumination levels assessed with the acoustic startle response in rats// Biol. Psychiatry. 1997. V.42. PP.461-471.

83. Wall P.M., Messier C. Ethological confirmatory factor analysis of anxietylike behaviour in the murine elevated plus-maze// Behav. Brain. Res. 2000. V.l 14. PP.199-212.112

84. Wan F.J., Swerdlow N.R. Intra-accumbens infusion of quinpirole impairs sensorimotor gating of acoustic startle in rats// Psychopharmacology. 1993. V.l 13. PP.103-109.

85. Willott J.F., Bross L.S. Morphological changes in the anteroventral cochlear nucleus that accompany sensorineural hearing loss in DBA/2J and C57BL/6J mice//Develop. Brain. Res. 1996. V.91. PP.218-226.

86. Willott J.F., Carlson S. Modification of the acoustic startle response in hearing-impaired C57BL/6 mice: prepulse augmentation and prolongation of prepulse inhibition//Behav. Neurosci. 1995. V.l09. PP.396-403.

87. Willott J.F., Carlson S., Chen H. Prepulse inhibition of the startle response in mice: relationship to hearing loss and auditory system plasticity// Behav. Neurosci. 1994. V.108. PP.703-713.

88. Winslow J.T., Hearn E.F., Ferguson J., Young L.J., Matzuk M.M., Insel T.R. Infant vocalization, adult aggression, and fear behavior of an oxytocin null mutant mice// Horm. Behav. 2000. V.37. PP.145-155.

89. Zavitsanou K., Cranney J., Richardson R. Dopamine antagonists in the orbital prefrontal cortex reduce prepulse inhibition of the acoustic startle reflex in the rat//Pharmacol. Biochem. Behav. 1999. V.63. PP.55-61.