Исследование роли дефицита альфа-синуклеина в функциональных нарушениях дофаминергических нейронов черной субстанции на линии мышей с регулируемым нокаутом гена альфа-синуклеина

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 19-14-00064

НазваниеИсследование роли дефицита альфа-синуклеина в функциональных нарушениях дофаминергических нейронов черной субстанции на линии мышей с регулируемым нокаутом гена альфа-синуклеина

Руководитель Бухман Владимир Львович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук , Московская обл

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-205 - Клеточная биология, цитология, гистология

Ключевые слова болезнь Паркинсона, дофаминергические нейроны, черная субстанция, синуклеины, трансгенные мыши, регулируемый нокаут

Код ГРНТИ34.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Нарушения структуры белка альфа-синуклеина, его экспрессии и изменения внутринейрональной компартментализации, которые вызывают агрегацию, играют важную роль в патогенезе болезни Паркинсона (БП). Перераспределение альфа-синуклеина в клетке ведет к дефициту функционального альфа-синуклеина в синапсах вследствие активного формирования патогистологических включений в определенных популяциях нейронов. При этом наиболее уязвимыми являются взрослые нейроны, особенно в стареющем мозге, поскольку их способность к компенсации структурных и функциональных повреждений снижается по мере снижения пластичности стареющей нервной системы. Данный проект посвящен исследованию роли альфа-синуклеина и его дисфункции в патологии дофаминергических нейронов черной субстанции, характерной для болезни Паркинсона. Моделирование нарушения функции этого белка во взрослой нервной системе планируется выполнить на линии мышей с регулируемым нокаутом альфа-синуклеина, которая была ранее создана авторами проекта. Окруженный flox-сайтами ген альфа-синуклеина (SNCAflox) будет вырезан из генома мышей с помощью ER/Cre-рекомбиназы, находящейся под контролем промотора нейроспецифической энолазы, что обеспечивает рекомбинацию модифицированного локуса только в нейронах. Cre-рекомбиназа конъюгирована с эстрогеновым рецептором (ER) для регуляции рекомбинации тамоксифеном. Планируется провести генетическую инактивацию альфа-синуклеина на стадии эмбрионального развития, у взрослых мышей разного возраста и у стареющих животных. Исследование последствий удаления альфа-синуклеина из нейронов животных различного возраста планируется провести в батарее поведенческих тестов, адаптированных для анализа двигательной функции. Поскольку известно, что у больных с БП дифференциально поражаются дофаминергические нейроны ЧС, а дофаминергические нейроны анатомически близкой структуры - вентральной области покрышки (ВОП) гораздо меньше подвержены дегенеративному процессу, планируется провести сравнительный морфометрический анализ пулов дофаминергических нейронов в этих двух структурах через различные промежутки времени после генетической инактивации альфа-синуклеина. Эти результаты будут дополнены данными нейрохимического анализа дофамина и его метаболитов в стриатуме – структуре, где располагаются синапсы дофаминергических нейронов черной субстанции. Влияние нарушения функции альфа-синуклеина в разном возрасте на функциональное состояние синапсов и дофаминовую трансмиссию будет исследовано молекулярно-биологическими методами. Планируемые эксперименты никогда ранее не проводились на животных с регулируемым нокаутом альфа-синуклеина, поэтому все данные будут оригинальными и позволят выявить и охарактеризовать новые патогенетические механизмы специфического повреждения и гибели дофаминергических нейронов черной субстанции, в которые вовлечен альфа-синуклеин.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Чапров К.Д., Тетерина Е.В. Анализ прогрессии МФТП-индуцированного паркинсонического синдрома Молекулярная генетика, микробиология и вирусология, спецвыпуск 2019, стр. 51 (год публикации - 2019)
10.17116/molgen2019s-tez

2. Тетерина Е.В., Голоборщева В.В., Овчинников Р.К., Роман А.Ю., Бухман В.Л. Исследование роли дефицита альфа-синуклеина в механизме токсического повреждения дофаминергических нейронов черной субстанции ActaNaturae, СПЕЦВЫПУСК 2019 том 2, cтр. 229-230 (год публикации - 2019)

Публикации

1. Нинкина Н., Тарасова Т.В., Чапров К.Д., Роман А.Ю., Кухарский М.С., Колик Л.Г., Овчинников Р.К., Устюгов А.А., Дурнев А.Д., Бухман В.Л. Alterations in the nigrostriatal system following conditional inactivation of alpha-synuclein in neurons of adult and aging mice Neurobiology of Aging, Том: 91 Стр.: 76-87 (год публикации - 2020)
10.1016/j.neurobiolaging.2020.02.026

2. Голоборщева В.В., Чапров К.Д., Тетерина Е.В., Овчинников Р., Бухман В.Л. Reduced complement of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta of mice with a constitutive "low footprint" genetic knockout of alpha- synuclein Molecular Brain, Том: 13 Выпуск: 1 Номер статьи: 75 (год публикации - 2020)
10.1186/s13041-020-00613-5

3. Хосфорд П.С., Нинкина Н., Бухман В.Л., Смит Дж.К., Марина Н., Шейхбахаи С. Synuclein deficiency results in age-related respiratory and cardiovascular dysfunctions in mice Brain Sciences, Том:10 Выпуск: 9 Номер статьи 583 Стр.:1-16 (год публикации - 2020)
10.3390/brainsci10090583

4. Чапров К.Д., Голоборщева В.В., Тарасова Т.В., Тетерина Е.В., Корокин М.В., Солдатов В.О., Покровский М.В., Кучеряну В.Г., Морозов С.Г., Овчинников Р.К. Increased expression of the multimerin-1 gene in alpha-synuclein knockout mice Doklady Biological Sciences, Том:494 Выпуск:1 Стр.:260-263 (год публикации - 2020)
10.1134/S0012496620050014

5. Тетерина Е.В., Голоборщева В.В., Иванова Т.А. Овчинников Р.К. Исследование роли альфа-синуклеина в механизме токсического повреждения дофаминергических нейронов черной субстанции Актуальные проблемы биомедицины – 2020: Сборник тезисов XXVI Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием, Санкт-Петербург, 26-27 марта 2020 г. – СПб.: РИЦ ПСПбГМУ, 2020., Стр.: 180-182 (год публикации - 2020)

6. Павленко Т.А., Кухарский М.С., Григорьев А.В., Стручкова С.В., Безнос О.В., Чеснокова Н.Б. Экспериментальное обоснование возможности прогнозирования развития нейродегенеративных заболеваний, в основе патогенеза которых лежит нарушение функции гамма-синуклеина Патологическая физиология и экспериментальная терапия, 64 (4) (год публикации - 2020)
10.25557/0031-2991.2020.04.5-11

7. Чапров К.Д., Тетерина Е.В., Роман А.Ю., Иванова Т.А., Голоборщева В.В., Кучеряну В.Г., Морозов С.Г., Лысикова Е.А., Лыткина О.А., Королева И.В., Попова Н.Я., Антохин А.И., Овчинников Р.К., Кухарский М.С. Сравнительный анализ нейротоксического эффекта МФТП у мышей с конститутивным нокаутом гена альфа-синуклеина Молекулярная биология, том 55, стр. 152-163 (год публикации - 2021)
10.31857/S0026898421010031

8. Чапров К.Д., Голоборщева В.В., Тетерина Е.В., Кучеряну В.Г., Морозов С.Г., Овчинников Р.К. Исследование роли белков семейства синуклеинов в механизме токсического повреждения дофаминергических нейронов черной субстанции Нейронаука для медицины и психологии: XVI Международный междисциплинарный конгресс. Судак, Крым, Россия; 6–16 октября 2020 г.: Труды Конгресса – Москва: МАКС Пресс, 2020., Стр.: 505-506 (год публикации - 2020)
10.29003/m1325.sudak.ns2020-16/505-506

Публикации

1. Чапров К.Д., Лысикова Е.А., Тетерина Е.В., Бухман В.Л. Kinetics of alpha-synuclein depletion in three brain regions following conditional pan-neuronal inactivation of the encoding gene (Snca) by tamoxifen-induced Cre-recombination in adult mice Transgenic research, 30, pages 867–873 (год публикации - 2021)
10.1007/s11248-021-00286-3

2. Гущина И.А., Нинкина Н., Роман А., Покровский М.В., Бухман В.Л. Triple-Knockout, Synuclein-Free Mice Display Compromised Lipid Pattern Molecules, 26(11), 3078 (год публикации - 2021)
10.3390/molecules26113078

3. Нинкина Н., Миллершип С.Дж., Петерс О.М., Коннор-Робсон Н., Чапров К., Копылов А.Т. , Монтойя А., Крамер Х., Уизерс Д.Дж., Бухман В.Л. β-synuclein potentiates synaptic vesicle dopamine uptake and rescues dopaminergic neurons from MPTP-induced death in the absence of other synucleins Journal of Biological Chemistry, 297(6) 101375 (год публикации - 2021)
10.1016/j.jbc.2021.101375

4. Карнацца К.Е., Комер Л., Пинеда А., На Ю., Рамлал Т., Бухман В.Л., Элиэзер Д., Шарма М., Берре Дж. Beta- and gamma-synucleins modulate synaptic vesicle-binding of alpha-synuclein Biorxiv, 1-20 (год публикации - 2020)
10.1101/2020.11.19.390419

5. Чапров К.Д., Суханова Ю.С. Влияние белков семейства синуклеинов на дофаминовую трансмиссию Молекулярная генетика, микробиология и вирусология, Т. 39. № S1-2. С. 55 (год публикации - 2021)
10.17116/molgen2021390129

6. Чапров К.Д. Роль белков семейства синуклеинов в модуляции дофаминовой трансмиссии АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОМЕДИЦИНЫ - 2021 материалы XXVII Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием. Санкт-Петербург, 2021, 132 - 133 с. (год публикации - 2021)

7. Tетерина Е.В. Использование регулируемого нокаута гена альфа-синуклеина для моделирования МФТП-индуцированного паркинсонического синдрома у мышей АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОМЕДИЦИНЫ - 2021 материалы XXVII Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием. Санкт-Петербург, 2021, 123-124 (год публикации - 2021)