Новости

22 ноября, 2022 11:35

Сибирские ученые исследуют механизмы развития гипертонии на модели крыс НИСАГ

Одной из основных причин появления гипертонии (повышенного кровяного давления) является стресс. Ее развитие ведет к поражению сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, почек и ряду других осложнений. Ученые Академгородка ищут возможные гены-мишени для разработки новых подходов к лечению стресс-чувствительной формы этого заболевания. Исследование будет проводиться в 2022—2024 годах на модели крыс-гипертоников.
Крыса НИСАГ во время тестирования поведения. Фото предоставлено авторами проекта
Ученые выполнят серию экспериментов на двух линиях крыс: экспериментальной НИСАГ и контрольной WAG, у которых разная реакция на одинаковые стрессовые условия. Обе линии получены из популяции Вистар (Wistar). После многолетнего отбора (более 30 поколений скрещиваний) по приросту уровня артериального давления (АД) в условиях стресса в 1990-х годах была получена линия крыс НИСАГ со стресс-чувствительной формой артериальной гипертонии. Это значит, что гипертония у них развивается без каких-либо дополнительных внешних воздействий. При норме систолического (верхнего) АД 120 мм рт. ст., как у крыс WAG, у крыс НИСАГ к возрасту двух месяцев оно достигает в среднем 175 мм рт. ст. в состоянии покоя и 200 мм рт. ст. во время стресса.

«НИСАГ — это инбредная линия, в которой крысы практически идентичны друг другу по набору генов, что увеличивает вероятность установления генетических причин этого заболевания», — сообщает заведующий лабораторией эволюционной генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» доктор биологических наук Аркадий Маркель.
Он является автором этой линии крыс, аналогов которой на момент ее появления в мире не было. В эксперименте взрослые (трехмесячные) самцы НИСАГ и WAG будут исследованы как в состоянии покоя, так и после воздействия эмоционального стресса. Самки не будут задействованы, так как их лучше изучать отдельно из-за влияния гормональных циклов.

Для создания условий стресса и повышения уровня АД крыс НИСАГ поместят на два часа в тесную проволочную клетку в форме цилиндра, которая вызовет у них дискомфорт и состояние эмоционального стресса из-за отсутствия возможности свободно передвигаться. Сравнить это можно с человеком, который застрял в лифте: он будет испытывать тревожность и беспокойство пока находится в кабине. Линия крыс WAG, с которой ученые работают уже продолжительное время, используется в качестве контрольной группы для сравнения результатов с крысами линии НИСАГ.

В норме уровень АД позвоночных животных регулируется рефлекторно через барорецепторы — чувствительные нервные окончания в стенках кровеносных сосудов, которые непрерывно контролируют уровень АД и передают о нем информацию в регулирующие центры. В условиях стресса к ним подключаются и дополнительные механизмы, включая гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, которая вместе с другими схожими по функциям отделами поддерживает постоянство состава и свойств внутренней среды организма. С учетом этого анализ реакции генов-кандидатов на воздействие стресса планируется проводить в тканях мозга — гипоталамусе и гипофизе, а также в надпочечниках.

После того как крысы будут подвергнуты стрессовому воздействию, ученые при участии ООО «Институт геномного анализа» проведут секвенирование транскриптомов (определят первичную структуру молекул РНК) гипоталамуса, гипофиза и надпочечников и выявят различия в уровне транскрипции (один из этапов экспрессии — синтеза закодированных в гене белков) всех экспрессирующихся генов. Исследователи также возьмут на анализ кровь у экспериментальной группы и оценят в ней концентрацию катехоламинов (норадреналина и адреналина) и кортикостерона (аналог кортизола — гормона стресса у человека) для физиологической характеристики уровня стресса. АД будет измеряться при помощи тонометра через миниатюрную манжету на хвосте грызунов. 

«При помощи специальных баз данных мы посмотрим, какие изменения произойдут с экспрессией генов, ассоциируемых с гипертонией, и с какими биологическими процессами в организме это может быть связано. Результаты нашей работы позволят дать полную картину различий в реакции систем, регулирующих АД, на стресс у двух линий крыс и выявить ключевые гены-кандидаты, контролирующие резкое повышение давления у экспериментальной группы в условиях эмоционального стресса», — объясняет заведующая лабораторией генетики стресс-реактивности при артериальной гипертонии доктор биологических наук Ольга Редина

Исследование проводится при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 22-14-00082). Работа позволит определить новые молекулярные мишени для потенциального использования в диагностике, терапии и профилактике последствий стресса и откроет новые возможности для выхода к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения.

«Наше исследование является фундаментальным, оно дает основу для дальнейших экспериментов, которые приблизят нас к нахождению генов-мишеней для терапевтического воздействия», — подчеркивает Ольга Редина
По результатам проекта к 2024 году планируется опубликовать не менее девяти полнотекстовых статей в таких базах данных, как Web of Science и Scopus.

Теги
Биология
24 ноября, 2022
Данные об изменении транскриптома помогут разработать методы для лечения глиобластомы
Специалисты Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Новосибирского научно-...
21 ноября, 2022
Сломать, чтобы починить. Путь к созданию лекарств лежит через моделирование заболеваний
Почему мы болеем, почему стареем? Каковы механизмы развития различных патологий в живом организме?...