КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 17-74-10079

НазваниеИсследование молекулярных механизмов альтераций психоэмоционального статуса в ответ на комбинированное действие ионизирующего излучения на модели крыс

Руководитель Кохан Виктор Сергеевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук , г Москва

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-211 - Радиобиология

Ключевые слова ионизирующее излучение, тяжёлые заряженный частицы, серотонин, психоэмоциональный статус, когнитивные способности

Код ГРНТИ34.49.19

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
За последние пять лет чётко наметился мировой тренд на освоение дальнего космоса. Это и участившиеся марсианские миссии (Opportunity, Curiosity, MOM), пока представленные автоматическими зондами, и претензии американской Deep Space Industries на разработку астероидов. Наравне с проблемами технического характера, пилотируемые полёты в дальнем космосе требуют новых подходов к медико-биологическому сопровождению экипажей. В отличие от отдалённых последствий (к примеру, катаракто- и канцерогенеза), немедленное нарушение операторской деятельности космонавтов может привести к гибели экипажа в ходе полёта. Выход за пределы геомагнитного поля сопровождается существенным увеличением радиационной нагрузки, прежде всего, в виде тяжелых заряженных частиц высоких энергий (HZE), что несёт существенный риск для нормального функционирования ЦНС. Опасность HZE была установлена в инициированных NASA работах, показавших что облучение ионами железа в поглощённой дозе 100 мГр может вызвать весьма серьезные последствия (Haleyet al., 2013; Lonart et al., 2012 Cherry et al., 2012; Rabin et al, 2004). Изучение механизмов, лежащий в основе нарушения операторской деятельности космонавтов как часть медико-биологического обеспечения космических полётов является кульминационным в современной нейробиологии. Совсем недавно считалось, что наиболее уязвимы к действию ИИ дофаминергические нейроны, поражение которых, наряду с нарушением нейрогенеза в зубчатой извилине гиппокампа, является ответственным за нарушение пространственной памяти, выявляемое в поведенческих тестах. Однако до сих пор нет прямых доказательств связи между угнетением нейрогенная вследствие действия ИИ и нарушением когнитивных способностей (Greene-Schloesser et al., 2013). Более того, наши более прецезионные исследования моноаминергической системы (Kokhan et al., 2017; Штемберг и др., 2015; Штемберг и др., 2014) у животных в ответ на облучение ИИ показали, что наибольшие изменения среди моноаминов претерпевает метаболизм серотонина. Примечательно, что эти изменения фиксировались не в гиппокампе, но в префронтальной коре и гипоталамусе – структурах, вовлечённых в формирование ответа на стресс, модуляцию психоэмоционального статуса и эмоционально-мотивационного поведения. Базируясь на этих работах, возникло предположение о том, что когнитивные нарушения в ответ на действие ИИ являются результатом альтераций психоэмоционального статуса, активации системы ответа на стрессорное воздействие. В свете этого видится разумным смещение фокуса исследователя с гиппокампа и нигростриарной системы в сторону функционально связанных структур, модулирующих психоэмоциональный статус: миндалевидное тело – гипоталамус – префронтальная кора, а также гипоталамо-гипофизарная нейросекреторная система, среди которых доминирующей является серотонинергическая нейромедиаторная передача (в формировании и модуляции ответа на стресс). Настоящий проект направлен на изучение молекулярных механизмов, лежащих в основе альтераций психоэмоционального статуса животных (крыс) в ответ на комбинированное действие ионизирующего излучения (гамма-кванты и HZE). Условно проект можно разделить на 4 части. Первая часть работы предполагает наземное моделирование радиационной травмы в дозах, характерных для 860 дневной Марсианской миссии (Kokhan et al., 2016; Hassler et al., 2014) с последующим поведенческим тестированием животных (2 часть), а также нейрохимическим и молекулярным анализом избранных морфологических структур головного мозга крысы (3 часть). Завершающей частью работы предполагается проведение фармакологических испытаний избранных препаратов – модуляторов серотонинергической системы, выбор которых будет базироваться на результатах, полученных в ходе реализации части 3 настоящего проекта, с целью пробы фармкоррекции психоэмоционального статуса и когнитивных расстройств. В ходе работы предполагается изучить альтерации тревоги, агрессии, исследовательской активности и эмоциональной реактивности животных, а также когнитивных способностей, базирующихся на функционировании как рабочей, так и пространственной памяти в батарее поведенческих тестов. На следующем этапе будет проведён нейрохимический анализ содержания серотонина и его метаболитов методом ВЭЖХ, а также оценён уровень экспрессии биомолекул-участников его метаболизма (ферменты ана- и катаболизма, избранные рецепторы серотонина, пресинаптический серотониновый транспортер) с помощью метода RT PCR в миндалевидном теле, гипоталамусе и префронтальной коре, а также в гипофизе экспериментальных животных. Также будет исследован уровень экспрессии субстанции P и CEBPB (CCAAT/enhancer-binding protein beta) в гипоталамусе и гипофизе. По результатам анализа уровня экспрессии мРНК будет проведён анализ содержания избранных протеинов методом иммуноблоттинга. Решение данной задачи даст выход в области молекулярной и клеточной фармакологии, обогатит фундаментальные знания о мишенях и последствиях комбинированного воздействия ИИ на молекулярном уровне. На завершающем этапе работы, основываясь на полученных данных в ходе выполнения 3 части проекта, будут отобраны мишени для фармакологической коррекции наблюдаемых альтераций психоэмоционального статуса и когнитивных способностях. А также подобраны потенциальные кандидаты в препараты фармтерапии среди широкого круга коммерчески доступных препаратов – модуляторов серотонинергической нейромедиаторной системы. Стоит отметить, что до сих пор не существовало направленной фармтерапии альтераций функций ЦНС вследствие радиационной травмы. Были высказаны лишь предположения о возможной эффективности использования антиоксидантов и ноотропов общего действия (Rabinet al., 2005; Xie et al., 2014).

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---