Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Хронический стресс изменил работу митохондрий мышей и людей

Моделирование хронического социального стресса у мышей

Takahashi et al. / Scientific Reports, 2017

При хроническом стрессе изменяется работа генов, участвующих в производстве энергии митохондриями и синтезе белков. Это выяснили ученые, которые смоделировали хронический социальный стресс на мышах и оценили экспрессию генов и протеом в клетках их мозга и крови. В клетках крови людей с паническим расстройством работа генов также меняется. Результаты, опубликованные в PLOS Genetics, помогут найти мишени для терапии тревожных расстройств.

Все люди по-разному реагируют на стресс. Интересно, что мыши — тоже, причем бывают более восприимчивые и более устойчивые к стрессу линии. Было показано, что это определяется генетическими факторами.

У некоторых людей хронический стресс может приводить к тревожным расстройствам — избыточным психологическим и эмоциональным реакциям в отсутствие реальной угрозы. К таким заболеваниям относится паническое расстройство, для которого характерны приступы — панические атаки. Однако, из-за различия факторов, провоцирующих развитие подобных заболеваний, гетерогенности человеческой популяции и ограниченного доступа к образцам мозга пациентов, клеточные и молекулярные аспекты таких заболеваний плохо изучены. Это тормозит поиск мишеней для препаратов и разработку лечения тревожных расстройств.

Исследовательская группа под руководством Айрис Ховатта (Iiris Hovatta) из Хельсинкского университета проанализировала экспрессию генов и синтез белков в клетках мозга (ядра-ложе терминальной полоски — части лимбической системы) и крови мышей, которых подвергли хроническому стрессу, а также в клетках крови пациентов с паническим расстройством, образцы которой взяты сразу после панической атаки. Для проведения экспериментов ученые использовали мышей линии C57BL/6NCrl (B6) — более устойчивых к стрессу — и DBA/2NCrl (D2) — более восприимчивых.

Хронический социальный стресс моделировали следующим образом. Мышей исследуемых линий B6 и D2 подсаживали в клетки с мышами-агрессорами линии CD-1 на десять дней. В течение суток животные были разделены стеклянной перегородкой, которую убирали раз в день, и агрессоры атаковали вторгшихся на их территорию жертв в течение нескольких минут. Чтобы жертва не привыкала к агрессору, их ежедневно пересаживали в клетки к новым агрессорам. Через сутки восприимчивость к стрессу оценивали при помощи теста социального избегания: в клетку к мышам ставили стеклянный цилиндр с агрессором и подсчитывали показатель социального взаимодействия в зависимости от того, как долго мышь находилась рядом с цилиндром. Контрольные мыши находились в клетках с сородичами за перегородкой.

Оказалось, что вследствие хронического стресса в мозге мышей больше всего изменялась экспрессия генов, связанных с работой митохондрий, а именно — процессом синтеза АТФ, и с регуляцией синтеза белка. Причем изменения у мышей разных линий были противоположны: у более восприимчивых D2 экспрессия снижалась, у более устойчивых B6 — усиливалась. Стоит отметить, что морфология и количество митохондрий в клетках мозга изменилась: эти результаты согласуются с идеей генетической предрасположенности линий к разным реакциям на стресс. В клетках крови мышей изменения экспрессии генов практически не отличались от изменений в клетках мозга.

Также исследователи отобрали 21 пациента с паническим расстройством, находящихся на амбулаторном лечении в Институте психиатрии имени Макса Планка. Во время эксперимента пациентов также подвергали воздействию стресса (например, создавали ситуацию с возможной потерей контроля в общественном месте), после чего брали кровь для анализа экспрессии генов и протеома. Оказалось, что в клетках крови пациентов происходили такие же изменения экспрессии, как и у мышей линии D2, восприимчивых к стрессу.

Авторы статьи заключили, что изменения работы митохондрий — эволюционно консервативная реакция на стресс, характерная и для мышей, и для людей. Дальнейшее изучение молекулярных механизмов этих изменений поможет найти мишень для разработки терапии тревожных расстройств. 

С гормонами стресса тоже все неоднозначно. Недавно мы писали о том, что костное вещество остеокальцин выделяется в ответ на стрессовые факторы и может изменять работу нервной системы.

Екатерина Харыбина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.