Ulyanovsk Medico-biological Journal

PHYSIOLOGY

Download  article

DOI 10.34014/2227-1848-2019-1-103-109

EFFECT OF KISPEPTIN RECEPTOR BLOCKADE ON BEHAVIORAL INDICATORS OF RATS IN STANDARD TESTS

M.A. Tkacheva, E.M. Inyushkina, A.Yu. Sharafutdinova, A.N. Inyushkin

Samara National Research University named after S.P. Korolev, Samara, Russia

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Kisspeptin, the regulatory peptide, is known as a fertility stimulator and reproductive regulator. Its activity is mediated by specific interaction with GPR54 receptors (or Kiss1R). There are indications of correlation between the kisspeptin system in the brain and the function of circadian oscillator, the suprachiasmatic hypothalamus nucleus, which stimulates the cells of the kisspeptin neural network of the anteroventral periventricular nucleus in the hypothalamus, which in turn leads to the release of the hypothalamic gonadoliberin in the time period immediately preceding the start of the total daily locomotor activity. There is also evidence on the presence of fibers containing kisspeptin and on kisspeptin receptor expression in the suprachiasmatic nucleus, which indicates the function of kisspeptin as a feedback signal from the reproductive to the circadian system. Along with kisspeptin reproductive function, there is evidence on its importance in the behavior regulation.

The aim of the work is to study the effect of intranasal administration of a specific GPR54 antagonist of p-234 receptors on the behavior of male rats in standard tests, such as “Open Field” and “Dark-Light box”.

Materials and Methods. The experiments were conducted on 12 Wistar male rats weighing between 240 and 270 g. For control and experimental groups, the 12:12 h. light/dark illumination mode was set. The studies were conducted in the first half of the circadian day. In the experimental group the antagonist of p-234 kisspeptin receptors was administered intranasally; in the control group water for injection was administered using the same method.

Results. Administration of kisspeptin receptor antagonist to experimental animals at the beginning of the subjective day led to a decreased anxiety level and stimulated the exploratory behavior in rats.

Conclusion. The revealed behavioral changes can contribute to the implementation of the already known kisspeptin function as a reproductive stimulator, or act as an independent component in the physiological activity of a kisspeptin system.

Keywords: antagonist of kisseptin receptors p-234, behavioral tests.

 

References

  1. Lee J.H., Miele M.E., Hicks D.J., Phillips K.K., Trent J.M., Weissman B.E., Welch D.R. KiSS-1, a novel human malignant melanoma metastasis-suppressor gene. J. Natl. Cancer. Inst. 1996; 88: 1731–1737.
  2. Ohtaki T., Shintani Y., Honda S., Matsumoto H., Hori A., Kanehashi K., Terao Y., Kumano S., Takatsu Y., Masuda Y., Ishibashi Y., Watanabe T., Asada M., Yamada T., Suenaga M., Kitada C., Usuki S., Kurokawa T., Onda H., Nishimura O., Fujino M. Metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes peptide ligand of a G-protein-coupled receptor. Nature. 2001; 411 (6837): 613–617.
  3. Hrabovszky E., Ciofi P., Vida B., Horvath M.C., Keller T., Caraty F., Bloom S.R., Ghatei M.F., Dhillo W.S., Liposits Z., Kallo I. The kisspeptin system of the human hypothalamus: sexual dimorphism and relationship with gonadotropin-releasing hormone and neurokinin B neurons. Eur. J. Neurosci. 2010; 31: 1984–1998.
  4. Semple R.K., Achermann J.C., Ellery J., Farooqi I.S., Karet F.E., Stanhope R.G., O’Rahilly S., Aparicio S.A. Two novel missense mutations in G protein-coupled receptor 54 in a patient with hypogonadotropic hypogonadism. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2005; 90: 1849–1855.
  5. Tkacheva M.A., Inyushkina E.M., Karyan S.D., Inyushkin A.N. Rol' arginin-vazopressina v regulyatsii aktivnosti neyronov tsirkadiannykh chasov suprakhiazmaticheskogo yadra gipotalamusa [Role of arginine-vazopressin in regulation of circadian rhythm neurons of suprachiasmatic nuclei in the hypothalamus]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2018; (1): 145–154 (in Russian).
  6. Kriegsfeld L.J. Circadian regulation of kisspeptin in female reproductive functioning. Adv. Exp. Med. Biol. 2013; 784: 385–410.
  7. Simonneaux V., Ancel C., Poirel V.J., Gauer F. Kisspeptins and RFRP-3 act in concert to synchronize rodent reproduction with seasons. Front. Neurosci. 2013; 7: 22.
  8. Tkacheva M.A., Inyushkin A.N. Elektrofiziologicheskie effekty kisspeptina na urovne neyronov biologicheskikh chasov suprakhiazmaticheskogo yadra [Electrophysiological effects of kisspeptin at the level of biological clock neurons of the suprachiasmatic nucleus]. Vrach-aspirant. 2017; 80 (1): 86–92 (in Russian).
  9. Delmas S., Porteous R., Bergin D.H., Herbison A.E. Altered aspects of anxiety-related behavior in kisspeptin receptor-deleted male mice. Sci. Reports. 2018; 8: 2794.
  10. Frey W.H. Bypassing the blood-brain barrier to deliver therapeutic agents to the brain and spinal cord. Drug Deliv. Tech. 2002; 2: 46–49.
  11. Born J., Lange T., Kern W., McGregor G.P., Bickel U., Fehm H.L. Sniffing neuropeptides: a transnasal approach to the human brain. Nat. Neurosci. 2002; 5: 514–516.

 

Скачать статью

DOI 10.34014/2227-1848-2019-1-103-109

УДК 612.826.4

 

ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ КИССПЕПТИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПОВЕДЕНИЯ КРЫС В СТАНДАРТНЫХ ТЕСТАХ

М.А. Ткачева, Е.М. Инюшкина, А.Ю. Шарафутдинова, А.Н. Инюшкин

ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева», г. Самара, Россия

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Регуляторный пептид кисспептин известен как стимулятор фертильности и регулятор репродукции. Его активность опосредована специфическим взаимодействием с рецепторами GPR54 (или Kiss1R). Существуют указания на связь кисспептиновой системы мозга с функцией циркадианного осциллятора – супрахиазматического ядра гипоталамуса, стимулирующего клетки кисспептиновой нейронной сети антеровентрального перивентрикулярного ядра гипоталамуса, что в свою очередь приводит к высвобождению гипоталамического гонадолиберина в период времени, непосредственно предшествующий началу суточной локомоторной активности. Также имеются данные о наличии волокон, содержащих кисспептин, и экспрессии кисспептиновых рецепторов в супрахиазматическом ядре, что указывает на функцию кисспептина как сигнала обратной связи от репродуктивной к циркадианной системе. Наряду с репродуктивной функцией кисспептина, появляются данные о его участии в регуляции поведения.

Цель работы – изучить влияние интраназального введения специфического антагониста GPR54 рецепторов р-234 на поведение самцов крыс в стандартных тестах «Открытое поле» и «Темно-светлая камера».

Материалы и методы. Эксперименты выполнялись на 12 крысах-самцах «Вистар» массой 240–270 г. Для контрольной и экспериментальной групп был установлен режим освещения «свет/темнота» 12:12 ч. Исследования проводились в первой половине циркадианного дня. Антагонист кисспептиновых рецепторов р-234 вводился интраназально экспериментальной группе; контрольной группе тем же методом вводилась вода для инъекций.

Результаты. Введение антагониста кисспептиновых рецепторов экспериментальным животным в начале субъективного светлого периода суток приводило к снижению уровня тревожности и к стимуляции исследовательского поведения крыс.

Выводы. Выявленные изменения поведения могут способствовать реализации уже известной функции кисспептина как стимулятора репродукции либо выступать в качестве самостоятельного компонента в спектре физиологической активности кисспептиновой системы.

Ключевые слова: антагонист кисспептиновых рецепторов р-234, поведенческие тесты.

 

Литература

  1. Lee J.H., Miele M.E., Hicks D.J., Phillips K.K., Trent J.M., Weissman B.E., Welch D.R. KiSS-1, a novel human malignant melanoma metastasis-suppressor gene. J. Natl. Cancer. Inst. 1996; 88: 1731–1737.
  2. Ohtaki T., Shintani Y., Honda S., Matsumoto H., Hori A., Kanehashi K., Terao Y., Kumano S., Takatsu Y., Masuda Y., Ishibashi Y., Watanabe T., Asada M., Yamada T., Suenaga M., Kitada C., Usuki S., Kurokawa T., Onda H., Nishimura O., Fujino M. Metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes peptide ligand of a G-protein-coupled receptor. Nature. 2001; 411 (6837): 613–617.
  3. Hrabovszky E., Ciofi P., Vida B., Horvath M.C., Keller T., Caraty F., Bloom S.R., Ghatei M.F., Dhillo W.S., Liposits Z., Kallo I. The kisspeptin system of the human hypothalamus: sexual dimorphism and relationship with gonadotropin-releasing hormone and neurokinin B neurons. Eur. J. Neurosci. 2010; 31: 1984–1998.
  4. Semple R.K., Achermann J.C., Ellery J., Farooqi I.S., Karet F.E., Stanhope R.G., O’Rahilly S., Aparicio S.A. Two novel missense mutations in G protein-coupled receptor 54 in a patient with hypogonadotropic hypogonadism. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2005; 90: 1849–1855.
  5. Ткачева М.А., Инюшкина Е.М., Карян С.Д., Инюшкин А.Н. Роль аргинин-вазопрессина в регуляции активности нейронов циркадианных часов супрахиазматического ядра гипоталамуса. Ульяновский медико-биологический журнал. 2018; (1): 145–154.
  6. Kriegsfeld L.J. Circadian regulation of kisspeptin in female reproductive functioning. Adv. Exp. Med. Biol. 2013; 784: 385–410.
  7. Simonneaux V., Ancel C., Poirel V.J., Gauer F. Kisspeptins and RFRP-3 act in concert to synchronize rodent reproduction with seasons. Front. Neurosci. 2013; 7: 22.
  8. Ткачева М.А., Инюшкин А.Н. Электрофизиологические эффекты кисспептина на уровне нейронов биологических часов супрахиазматического ядра. Врач-аспирант. 2017; 80 (1): 86–92.
  9. Delmas S., Porteous R., Bergin D.H., Herbison A.E. Altered aspects of anxiety-related behavior in kisspeptin receptor-deleted male mice. Sci. Reports. 2018; 8: 2794.
  10. Frey W.H. Bypassing the blood-brain barrier to deliver therapeutic agents to the brain and spinal cord. Drug Deliv. Tech. 2002; 2: 46–49.
  11. Born J., Lange T., Kern W., McGregor G.P., Bickel U., Fehm H.L. Sniffing neuropeptides: a transnasal approach to the human brain. Nat. Neurosci. 2002; 5: 514–516.