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 21-44-04405

НазваниеРоль центральной окситоциновой системы во взаимоотношениях между животными и человеком: исследование на доместицируемых серебристо-чёрных лисицах и крысах

РуководительТрут Людмила Николаевна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук", Новосибирская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2021 г. - 2023 г. 

Конкурс№43 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (DFG).

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-105 - Эволюционная биология

Ключевые словаокситоцин, социальное поведение, нейроанатомия, доместикация, агрессия, лисицы, крысы, вирусные векторы, фармакогенетика

Код ГРНТИ34.39.15


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Нейропептид окситоцин (ОТ) способствует внутривидовым социальным контактам у млекопитающих через различные механизмы: от подавления нейроэндокринного стресс-ответа до прямого воздействия ОТ на нейроны социально значимых регионов мозга. Недавние исследования показал, что ОТ может играть роль в формировании социальных связей между одомашненными млекопитающими (собаками, овцами, крупными рогатыми скотом) и людьми. Действительно, социальное взаимодействие между домашним животным и человеком приводит к повышению периферийного уровня ОТ (в крови, слюне или моче), экзогенное (интраназальное) введение ОТ увеличивает частоту контактов между домашним животным и его владельцем. Однако активность эндогенной ОТ системы и влияние окситоцина, введенного в раннем возрасте (в день рождения), на процесс одомашнивания ранее не изучались. Для решения этих вопросов в основном будут использоваться серебристо-черные лисицы, которые были одомашнены в ходе 60-тилетнего селекционного разведения. Первые лисицы были отловлены в Канаде в 1885 году для пушного звероводства и в течение многих десятилетий содержались в клетках на ферме, в одинаковых условиях. На взрослых лисицах будет проведено сравнение периферических уровней ОТ, анатомии системы ОТ и связывания рецепторов ОТ (рецепторы ОТ, V1a и V1b) в мозгу неселекционированных, агрессивных и ручных лисиц. Кроме того, новорожденным лисицам будут сделаны интраперитонеальные инъекции ОТ, с последующим мониторингом их социального поведения во взрослом возрасте, анализом концентрации ОТ в плазме крови и анатомии ОТ системы. В связи с ограничениями на инвазивные методы, применяемые к лисицам, вторым объектом нашего исследования будут крысы, которые были отобраны на ручное и агрессивное поведение по отношению к людям. Будут использованы вирусные векторы для изменения активности ОТ нейронов с помощью фармакогенетических стредств и усиления экспрессии рецепторов ОТ, специфичных для мозга, чтобы отследить социальное поведение данных крыс по отношению к конспецификам и человеку. В ходе данной работы будет оценена роль ОТ сигнальной системы в поведенческих фенотипах доместицируемых лисиц и крыс. Данная система может лежать в основе механизма эмпатии, существующей между домашними животными и людьми и появившейся в ходе их совместной эволюции за последние 14000-16000 лет.

Ожидаемые результаты
Мы получим данные по базальной экспрессии ОТ, связывание ОТР и концентрации ОТ в плазме крови лисиц. Правильность измерения плазмы ОТ будет дублирована методами RIA и EIA. Мы ожидаем повышения уровней ОТ в плазме у одомашненных лисиц после социального взаимодействия с людьми, но реакция на конспецифика может варьироваться от повышения до снижения уровня ОТ в плазме. Мы ожидаем, что i.p. инъекция ОТ новорожденным лисам ослабит агрессию и усилит аффилиативную реакцию на конспецификов и человека у взрослых животных. Однако, как мы видим из предварительных результатов, эффект окситоцина может быть контрастным у животных с различными поведенческими показателями. Механизм может быть связан со связыванием рецепторов OTR, V1a и V1b и будет исследован. Мы изучим, будет ли активация эндогенной ОТ-системы у крыс имитировать поведенческие эффекты ОТ, наблюдаемые при интраназальной инъекции ОТ. Одновременно мы будем проводить эксперименты с ингибированием функции, подавляя эндогенную ОТ-систему с помощью отрицательного DREADD, ожидая, что это приведет к противоположным поведенческим эффектам, таким как уменьшение эмоционально-положительных реакций на человека. Значимость данного проекта будет в четырёх направлениях: 1) Мы расшифруем роль ОТ в доместикации лисицы, что очень важно для понимания эволюции взаимоотношений между человеком и животными; 2) Мы исследуем анатомию внегипоталамических проекций ОТ и экспрессию ОТР у лисиц, которые до сих пор не изучались. Мы не исключаем, что их система ОТ более приближена по организации к приматам, а не к грызунам (Freeman, Young, 2016); 3) Наша работа может послужить примером для применения ОТ в ускоренной доместикации других видов в будущем и 4) Поскольку побочные эффекты ОТ не сообщались, наши результаты могут стимулировать применение ОТ для уменьшения агрессии по отношению к человеку у неодомашненных животных, размещенных в природных парках или зоопарках.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Проект на тему «Роль центральной окситоциновой системы во взаимоотношениях между животными и человеком: исследование на доместицируемых серебристо-чёрных лисицах и крысах» ведётся биологами из новосибирского Института цитологии и генетики СО РАН совместно с их коллегами из «Центрального института психического здоровья», Мюнхен, Германия. В ходе работы будет исследована роль окситоциновой системы в наследственном формировании дружелюбного поведения у лисиц и крыс. Эта система могла лежать в основе возникновения взаимоотношений между домашними животными и людьми и появившейся в ходе их совместной эволюции за последние 14000-16000 лет. Недавние исследования показали, что окситоцин может играть роль в формировании социальных связей между одомашненными млекопитающими (собаками, овцами, крупными рогатыми скотом) и людьми. Действительно, социальное взаимодействие между домашним животным и человеком приводит к повышению уровня окситоцина в крови, слюне или моче, а введение окситоцина увеличивает частоту контактов между домашним животным и его владельцем. В качестве модели взяты выведенные в институте крысы и лисицы, генетически ручные и генетически агрессивные. Это животные, которые были получены исключительно путём отбора по отношению к человеку. Много десятилетий их поведение передаётся по наследству – потомство появляется на свет уже ручным или агрессивным, соответственно. На перовом этапе выполнения проекта для изменения активности окситоциновой системы лисицам вскоре после рождения была введена доза окситоцина, а во взрослом состоянии исследовано их поведение. Первые результаты показывают, что окситоцин, по-видимому, изменяет поведение ручных лисиц по отношению к человеку. В то же время агрессивные лисицы не становятся менее агрессивными. Это подтверждает идею о том, что при угрожающих условиях эффект окситоцина может усиливать агрессию как животных, так и человека.

 

Публикации

1. Гербек Ю.Э., Элиава М., Гриневич В., Мак-Лин И. Fear, love, and the origins of canid domestication: An oxytocin hypothesis Comprehensive Psychoneuroendocrinology, Vol. 9, article number: 100100 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1016/j.cpnec.2021.100100

2. - Лисьи эксперименты: почти все пробуют на зубок и любят обниматься Телеканал ОТС Новосибирск, 21 сентября 2021 г. (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проект на тему «Роль центральной окситоциновой системы во взаимоотношениях между животными и человеком: исследование на доместицируемых серебристо-чёрных лисицах и крысах» ведётся биологами из новосибирского Института цитологии и генетики СО РАН. В ходе работы исследуется роль окситоциновой системы в наследственном формировании дружелюбного поведения у лисиц и крыс. Эта система могла лежать в основе возникновения взаимоотношений между домашними животными и людьми и появившейся в ходе их совместной эволюции за последние 14000-16000 лет. Недавние исследования показали, что окситоцин может играть роль в формировании социальных связей между одомашненными млекопитающими (собаками, овцами, крупными рогатыми скотом) и людьми. Действительно, социальное взаимодействие между домашним животным и человеком приводит к повышению уровня окситоцина в крови, слюне или моче, а введение окситоцина увеличивает частоту контактов между домашним животным и его владельцем. В качестве модели взяты выведенные в институте крысы и лисицы, генетически ручные и генетически агрессивные. Это животные, которые были получены исключительно путём отбора по отношению к человеку. Много десятилетий их поведение передаётся по наследству – потомство появляется на свет уже ручным или агрессивным, соответственно. Показано, что острое введение окситоцина с помощью спрея в нос через нос существенно изменяет поведение лисиц. Важно отметить, что как ручные, так и обычные фермерские лисицы под воздействием окситоцина проявляют меньше агрессии при общении между самцами. Это важно для понимания формирования дружелюбного поведения. Дело в том, что подобные же исследования на собаках указывают на отсутствие влияния окситоцина на более агрессивные породы. Реакция на человека у лисиц под воздействием окситоцина также изменена. Это подтверждает идею, что близкие к диким животные при наследственном изменении активности окситоциновой системы могут становиться более толерантными, а, может быть, и дружелюбными.

 

Публикации

1. Александрович Ю.В., Антонов Е.В., Шихевич С.Г., Л.В. Мейстер Л.В., Ю.В. Маковка Ю.В., Шепелева Д.В., Харламова А.В., Гулевич Р.Г., Гербек Ю.Э. Паттерн экспрессии генов в гиппокампе и молекулярные механизмы взаимоотношений между поведением, стрессом и нейрогенезом у взрослых ручных и агрессивных лисиц Вавиловский журнал генетики и селекции, - (год публикации - 2023)

2. Харламова А.В., Шихевич С.Г., Владимирова А.В., Кукекова А.В., Ефимов В.М. Предполагаемый локус, вовлеченный в изменчивость размеров черепа лисиц (Vulpes vulpes) Генетика, - (год публикации - 2023)

3. Шихевич С.Г., Акулов А.Е., Кожемякина Р.В., Мошкин М.П., Гербек Ю.Э., Гулевич Р.Г. Hippocampal volume and the spectrum of metabolites in adult gray rats (Rattus norvegicus) selected for different attitudes to humans and exposed to social disturbance in early life Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, - (год публикации - 2023)


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Результаты тестирования крыс на социальное поведение в тесте Вагнера показывают, что аппликации окситоцина влияют на индекс социализации как у ручных, так и агрессивных крыс, тогда как генотип этих животных влияет на общее время непосредственного контакта (обнюхивания) с первым подсаженным незнакомым самцом, количество заходов в зону с ним, а также время обнюхивания второго незнакомого самца при последующей подсадке нового конспецифика. Условия обогащенной среды в адолесцентном периоде достоверно влияли на двигательную активность, среднюю скорость передвижения и число вставаний на задние лапы только у ручных крыс. Все эти параметры в контрольной группе у них были достоверно ниже, чем после обогащения среды, что может свидетельствовать о развитии у них не только более активных навыках перемещения, но и повышенной исследовательской активности, которую принято оценивать, в частности, по числу вставаний на задние лапы с опорой на боковые стенки (или rearing). Судя по результатам эксперимента с обогащенной средой, следует отметить, что применяемые нами ранее стрессорные воздействия оказывали влияние преимущественно на агрессивных крыс, которые менее стрессоустойчивы, чем ручные, тогда как условия обогащенной среды в постнатальный период развития более эффективно влияют на поведение ручных крыс. В результате, по числу заходов в центр открытого поля различия в опытной группе между ручными и агрессивными крысами становятся даже более выраженными, чем в контрольной группе, или иными словами, после обогащения среды ручные крысы становятся еще более мотивированными к активным перемещениям и исследовательской активности по сравнению с агрессивными. Уровень свободного окситоцина в крови, определяемый без предварительной экстракции проб, в контрольной группе у ручных крыс оказался достоверно ниже, чем у агрессивных, а после обогащения среды у последних становился ниже, чем в контроле. Для более полного понимания роли периферического окситоцина в поведении необходимы дальнейшие исследования особенностей функционирования гемато-энцефалического барьера, позволяющего периферическому окситоцину попадать в мозг у ручных и агрессивных крыс.

 

Публикации

1. Мухамедшина И.А., Харламова А.В. Влияет ли длительный отбор по реакциям на человека на особенности процесса принятия решения у лисиц при научении? Журнал высшей нервной деятельности им. И.П Павлова, - (год публикации - 2024)

2. Рандо Х.М., Александер Е.П., ..., Шепелева Д.В., Гербек Ю.Э., Харламова А.В., Трут Л.Н., ..., Кукекова А.В., ..., Сакс Б.Н. Missing History of a Modern Domesticate: Historical Demographics and Genetic Diversity in Farm-bred Red Fox Populations Journal of Heredity, - (год публикации - 2024)

3. - Дай лапу лис: В Академгородке Новосибирска выращивают дружелюбных лисиц ЧС-инфо, 28 сентября 2023 (год публикации - )

4. - Домашние лисы ОТС Live, 28 сентября 2023 (год публикации - )

5. - Мой нежный фыр-фыр: зачем в Новосибирске выращивают добрых и злых лисиц Новосибирские новости, 27 сентября 2023 (год публикации - )

6. - Учёные Новосибирской области ведут исследования в сфере генетики 1-LINE, 28.09.2023 (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
не указано