Gene Expression Levels of DNA-Methyltransferases and Histone Deacetylases After Neonatal Dexamethasone Administration and Chronic Unpredictable Stress in Adult Rat Brainstem

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Epigenetic modifications of DNA and chromatin structure are involved in the long-term consequences of adverse early ontogenesis events. Increased glucocorticoid levels due to stress or hormonal therapy in early life provoke the development of autism spectrum disorders, attention deficit syndrome, and increase with age the susceptibility to depressive-anxiety disorders in adult animals regulated by the noradrenergic and serotonergic systems, the perikarya of which are localized in the brainstem. The aim of the study was to determine the expression levels of DNA methyltransferase (Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b) and histone deacetylase (Hdac1, Hdac2) genes in the brainstem of adult two-month-old rats after a single administration of the glucocorticoid receptor agonist dexamethasone (0.2 mg/kg) on the 3rd day of life, as well as the effects of chronic unpredictable stress in the late adolescent period of development (from 45 to 60 days of life). It was established that neonatal administration of a glucocorticoid receptor agonist in the sensitive period of early postnatal ontogenesis causes long-term changes in the expression of DNA methyltransferase and histone deacetylase genes - increases the mRNA levels of the Dnmt3a, Dnmt3b and Hdca1 genes in the brainstem of adult animals. The induction of expression of the main regulators of DNA methylation and chromatin conformation, which was established for the first time, is preserved for the Dnmt3b and Hdca1 genes under the influence of chronic unpredictable stress. The revealed patterns can provide a decrease in the expression of epigenetically regulated transcripts in the brainstem, which is important for understanding the mechanism of long-term consequences of unfavorable conditions of early development.

Sobre autores

T. Kalinina

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS; Novosibirsk State University

Email: kalin@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

E. Sukhareva

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS

Novosibirsk, Russia

D. Lanshakov

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS; Novosibirsk State University

Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

V. Bulygina

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS

Novosibirsk, Russia

N. Dygalo

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RAS; Novosibirsk State University

Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

Bibliografia

  1. Tsiarli M.A., Rudine A., Kendall N., Pratt M.O., Krall R., Thiels E., DeFranco D.B., Monaghan A.P. // Transl. Psychiatry. 2017. V. 7. № 6. Р. e1153.
  2. Ninan K., Gojic A., Wang Y., Asztalos E.V., Beltempo M., Murphy K.E., McDonald S.D. // BMJ. 2023. V. 382. P. e076035.
  3. Kalinina T., Sukhareva E., Lanshakov D., Bulygina V., Dygalo N. // Eur. Neuropsychopharmacol. 2019. V. 29. Suppl. 1. P. s212.
  4. Kalinina T., Sukhareva E., Bulygina V., Lanshakov D., Egorova K., Dygalo N.// Eur. Neuropsychopharmacol. 2019. V. 29. Suppl. 6. P. S166–S167.
  5. Duman R.S., Aghajanian G.K., Sanacora G., Krystal J.H. // Nat. Med. 2016. V. 22. P. 238–249.
  6. Kennis M., Gerritsen L., van Dalen M., Williams A., Cuijpers P., Bockting C. // Mol. Psychiatry. 2020. V.25. № 2. P. 321–338.
  7. Grossman A., Avital A. // Front. Behav. Neurosci. 2023. V. 17. P. 1118937.
  8. Reynolds R.M. // Psychoneuroendocrinol. 2013. V. 38. P. 1–11.
  9. Seckl J.R., Meaney M.J. // Ann. NY Acad. Sci. 2004. V. 1032. P. 63–84.
  10. Weaver I.C.G. // Seminars in Fetal & Neonatal Medicine. 2009. V. 14. P. 143–150.
  11. Hiroi R., Carbone D.L., Zuloaga D.G., Bimonte-Nelson H.A., Handa R.J. // Neuroscience. 2016. V. 320. P. 43–56.
  12. Benatti B.M., Adiletta A., Sgado P., Malgaroli A., Ferro M., Lamanna J. // Behav. Sci. (Basel). 2024. V.14. P. 882.
  13. Arzate-Mejia R.G., Carullo N.V.N., Mansuy I.M. // Curr. Opin. Neurobiol. 2024. V. 84. P. 102832.
  14. Wei J., Cheng J., Waddell N.J., Wang Z.J., Pang X., Cao Q., Liu A., Chitaman J.M., Abreu K., Jasrotia R.S., Duffney L.J., Zhang J., Dietz D.M., Feng J., Yan Z. // Cereb. Cortex. 2021. V. 31. № 4. P. 1998–2012.
  15. Yildiz C.B., Zimmer-Bensch G. // Adv. Exp. Med. Biol. 2022. V. 1389. P. 363–394.
  16. Spinieli R.L., Cazuza R., Sales A.J., Carolino R., Franci J.A., Tajerian M., Leite-Panissi C.R.A. // Neurosci. Lett. 2024. V. 820. P. 137589.
  17. Kalinina T.S., Shishkina G.T., Dygalo N.N. // Neurochem. Res. 2012. V. 37. P. 811–818.
  18. Sukhareva E.V., Kalinina T.S., Bulygina V.V., Dygalo N.N. // Russ. J. Genet.: App. Res. 2017. V. 7. P. 226–234.
  19. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Dygalo N.N. // Neuroscience. 2004. V. 129. P. 521–528.
  20. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Popova N.K., Dygalo N.N. // Behav. Neurosci. 2004. V. 118. P. 1285–1292.
  21. Dygalo N.N., Kalinina T.S., Shishkina G.T. // Ann. NY Acad. Sci. 2008. V. 1148. P. 409–414.
  22. Lanshakov D.A., Sukhareva E.V., Bulygina V.V., Bannova A.V., Shaburova E.V., Kalinina T.S. // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 1. З. 8092.
  23. Clark J.A., Flick R.B., Pai L.Y., Szalayova I., Key S., Conley R.K., Deutch A.Y., Hutson P.H., Mezey E. // Mol. Psychiatry. 2008. V.13. P. 498–506.
  24. Alex A.M., Saradalekshmi K.R., Shilen N., Suresh P.A., Banerjee M. // IUBMB Life. 2019. V. 71. № 7. P. 901–907.
  25. Tseng C.J., McDougle C.J., Hooker J.M., Zurcher N.R. // Biol. Psychiatry. 2022. V. 91. № 11. P. 922–933.
  26. Kumar V., Kundu S., Singh A., Singh S. // Curr. Neuropharmacol. 2022. V.20. № 1. P. 158–178.
  27. Bahari-Javan S., Varbanov H., Halder R., Benito E., Kaurani L., Burkhardt S., Anderson-Schmidt H., Anghelescu I., Budde M., Stilling R.M., Costa J., Medina J., Dietrich D.E., Figge C., Folkerts H., Gade K., Heilbronner U., Koller M., Konrad C., Nussbeck S.Y., Scherk H., Spitzer C., Stierl S., Stockel J., Thiel A., von Hagen M., Zimmermann J., Zitzelsberger A., Schulz S., Schmitt A., Delalle I., Falkai P., Schulze T.G., Dityatev A., Sananbenesi F., Fischer A. // Proc. Natl. Acad. Sci. (U S A). 2017. V. 114. № 23. P. E4686–E4694.
  28. Sengupta P. // Int. J. Prev. Med. 2013. V. 4. № 6. P. 624–630.
  29. Dutta S., Sengupta P. // Life Sci. 2016. V. 152. P. 244–248.
  30. Porsolt R.D., Anton G., Blavet N., Jalfre M. // European journal of pharmacology. 1978. V. 47. № 4. P. 379–391.
  31. Santoro A., Scafuro M., Troisi J., Piegari G., Di Pietro P., Mele E., Cappetta D., Marino M., De Angelis A., Vecchione C., Paciello O., Fasano S., Pierantoni R., Viggiano A., Meccariello R. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 9666.
  32. Lu J., Jiao Z., Yu Y. // Cell Death & Disease. 2018. V. 9. № 6. P. 659.
  33. Chapman J.R., Waldenstrom J. // PLoS One. 2015. V. 10. № 11. Р. e0141853.
  34. Uchida S., Hara K., Kobayashi A., Otsuki K., Yamagata H., Hobara T., Suzuki T., Miyata N., Watanabe Y. // Neuron. 2011. V. 69. № 2. P. 359–372.
  35. Anier K., Malinovskaja K., Pruus K., Aonurm-Helm A., Zharkovsky A., Kalda A. // Eur Neuropsychopharmacol. 2014. V. 24. № 3. P. 459–468.
  36. Elliott E., Manashirov S., Zwang R., Gil S., Tsoory M., Shemesh Y., Chen A. // J. Neurosci. 2016. V. 36. № 3. P. 730–740.
  37. Park S.W., Seo M.K., Lee J.G., Hien L.T., Kim Y.H. // Psychiatry Clin. Neurosci. 2018. V. 72. № 4. P. 255–265.
  38. Urb M., Anier K., Matsalu T., Aonurm-Helm A., Tasa G., Koppel I., Zharkovsky A., Timmusk T., Kalda A. // J. Mol. Neurosci. 2019. V. 68. № 1. P. 99–110.
  39. Bolshakov A.P., Tret’yakova L.V., Kvichansky A.A., Gulyaeva N.V. // Biochemistry (Mosc). 2021. V. 86. № 2. P. 156–167.
  40. Chmielarz P., Kuśmierczyk J., Parlato R., Schutz G., Nalepa I., Kreiner G. // PLoS One. 2013. V. 8. № 8. Р. e72632.
  41. De Kloet E.R., Rosenfeld P., J. Van Eekelen A.M., Sutanto W., Levine S. // Progr. Brain Res. 1988. V. 13. P. 101–120.
  42. Weiler H.A., Wang Z., Atkinson S.A. // Biol. Neonate, 1997. V. 71. P. 53–59.
  43. Vazquez D.M., Neal C.R., Patel P.D., Kaciroti N., Lopez J.F. // Psychoneuroendocrinol. 2012. V. 37. № 3. P. 421–437.
  44. Dygalo N.N.// Neurosci. Behav. Physiol. 2022. V.52. P. 277–286.
  45. Romeo R.D., McEwen B.S. // Ann. N Y Acad. Sci. 2006. V. 1094. P. 202–214.
  46. Romeo R.D. // Curr. Dir. Psychol. Sci. 2013. V. 22. № 2. P. 140–145.
  47. Cisler J.M., Herringa R.J. // Biol Psychiatry. 2021. V. 89. № 2. P.144–151.
  48. Hollis F., Isgor C., Kabbaj M. // Neuroscience. 2013. V. 249. P. 232–241.
  49. Simmons R.K., Stringfellow S.A., Glover M.E., Wagle A.A., Clinton S.M. // Brain Res. 2013. V. 1533. P. 26–36.
  50. Hermann A., Goyal R., Jeltsch A. // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. № 46. P. 48350–48359.
  51. Okano M., Bell D.W., Haber D.A., Li E. // Cell. 1999. V. 99. № 3. P.247–257.
  52. Singh M., Saxena S., Mohan K.N. // Front Mol Neurosci. 2023. V. 16. P. 1275697.
  53. Rodrigues G.M. Jr, Toffoli L.V., Manfredo M.H., Francis-Oliveira J., Silva A.S., Raquel H.A., Martins-Pinge M.C., Moreira E.G., Fernandes K.B., Pelosi G.G., Gomes M.V. // Behav. Brain Res. 2015. V. 279. P. 123–128.
  54. Hing B., Gardner C., Potash J.B. // Am J Med Genet. 2014. V. 165. № 7. P. 541–554.
  55. Yang C.R., Zhang X.Y., Liu Y., Du J.Y., Liang R., Yu M., Zhang F.Q., Mu X.F., Li F., Zhou L, Zhou F.H., Meng F.J., Wang S., Ming D., Zhou X.F. // Neurotox. Res. 2020. V. 37. № 1. P. 171–182.
  56. Numakawa.T, Kajihara R. // Front. Mol. Neurosci. 2023. V. 16. Р.1247422.
  57. Diniz CRAF., Casarotto P.C., Resstel L., Joca SRL. // Neurosci. Biobehav. Rev. 2018. V. 90. P. 70–83.
  58. Stepanichev M.Y., Mamedova D.I., Gulyaeva N.V. // Biochemistry (Mosc). 2024. V. 89. № 4. P. 711–725.
  59. Wang H., Helin K. //Trends Cell Biol. 2024. V. 35. № 2. Р. 115 – 128.
  60. Ershov N.I., Bondar N.P., Lepeshko A.A., Reshetnikov V.V., Ryabushkina J.A., Merkulova T.I. // BMC Genomics. 2018. V. 9. № 19. Suppl. 3. P. 93.
  61. Ignacio Z.M., Reus G.Z., Abelaira H.M., Maciel A.L., de Moura A.B., Matos D., Demo J.P., da Silva J.B., Gava F.F., Valvassori S.S., Carvalho A.F., Quevedo J. // Behav. Brain Res. 2017. V. 320. P. 225–232.
  62. Borba L.A., Broseghini L.D.R, Manosso L.M, de Moura A.B, Botelho M.E.M., Arent C.O., Behenck J.P., Hilsendeger A., Kammer L.H., Valvassori S.S., Quevedo J., Reus G.Z. // J. Psychiatr. Res. 2021. V. 138. P. 107–116.
  63. Seo M.K., Kim S.G., Seog D.H., Bahk W.M., Kim S.H., Park S.W., Lee J.G. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 17. P. 6331.
  64. Zheng X., Ma R., He E., Peng X., Ma W., Zhang X., Li Y., Li H., Li Y., Gong Z. // Alpha Psychiatry. 2024. V. 25. № 5. P. 641–647.
  65. Dorts J., Falisse E., Schoofs E., Flamion E., Kestemont P., Silvestre F. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 34254.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».