Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению

Исследовано участие глюкокортикоидных гормонов в возникновении белой пятнистости у доместицированных животных в эмбриональный период развития. Показано, что стрессорное воздействие и введение дексаметазона на 12–14-й дни беременности полностью пигментированным серым крысам вызывает задержку миграции...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Цитология и генетика
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Оськина, И.Н., Прасолова, Л.А., Плюснина, И.З., Трут Л.Н.
Format:	Artikel
Sprache:	Russisch
Veröffentlicht:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2010
Schlagworte:	Оригинальные работы
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66793
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению / И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут // Цитология и генетика. — 2010. — Т. 44, № 5. — С. 31-40. — Бібліогр.: 43 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859955893100085248
author	Оськина, И.Н. Прасолова, Л.А. Плюснина, И.З. Трут Л.Н.
author_facet	Оськина, И.Н. Прасолова, Л.А. Плюснина, И.З. Трут Л.Н.
citation_txt	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению / И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут // Цитология и генетика. — 2010. — Т. 44, № 5. — С. 31-40. — Бібліогр.: 43 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Цитология и генетика
description	Исследовано участие глюкокортикоидных гормонов в возникновении белой пятнистости у доместицированных животных в эмбриональный период развития. Показано, что стрессорное воздействие и введение дексаметазона на 12–14-й дни беременности полностью пигментированным серым крысам вызывает задержку миграции и развития меланобластов у эмбрионов. Это приводит к повышению почти в 4 раза количества потомков с депигментацией на вентральной стороне тела. Продемонстрировано также, что реакция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на эмоциональный стресс у взрослых потомков таких матерей снижена по сравнению с контрольными животными. Обсуждается роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова при отборе животных на доместикационное поведение. Досліджено участь глюкокортикоїдних гормонів в ембріональний період розвитку у виникненні білої плямистості в доместикованих тварин. Показано, що стресорна дія та введення дексаметазона на 12–14-й дні вагітності повністю пігментованим сірим щурам викликає затримку міграції та розвитку меланобластів у ембріонів. Це призводить до підвищення майже в 4 рази кількості потомків з депігментацією на вентральному боці тіла. Продемонстровано також, що реакція гіпоталамо гіпофізарно надниркової системи на емоційний стрес у дорослих потомків таких матерів знижена порівняно з контрольними тваринами. Обговорюється роль глюкокортикоїдів у виникненні депігментації волосяного покриву при відборі тварин на доместикаційну поведінку. The involvement of glucocorticoid hormones in the appearance of white spottings during embryogenesis in domesticated gray rats was studied. It was shown that prenatal stress and exposure to dexamethasone on the 12–14 days of pregnancy of fully pigmented gray rats elicited the slowing of melanoblast migration and its development in embryos. It was associated with a 4-fold increase of the offspring percentage with the depigmentation on the ventral side of body in adults. It was also demonstrated that response of HPA axis to emotional stress was lower in adult offsprings from prenatal-stressed and dexamethason-treated mothers than in adult offspring from control mothers. The role of glucocorticoids in the appearance of coat depigmentation under animal domestication is discussed.
first_indexed	2025-12-07T16:19:32Z
format	Article
fulltext	УДК 591.157:577.175.53:599.323.4:599.74.1 И.Н. ОСЬКИНА, Л.А. ПРАСОЛОВА, И.З. ПЛЮСНИНА, Л.Н. ТРУТ Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск Е'mail: oskina@bionet.nsc.ru РОЛЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ В ВОЗНИКНОВЕНИИ ДЕПИГМЕНТАЦИИ ВОЛОСЯНОГО ПОКРОВА У ЖИВОТНЫХ ПРИ ОТБОРЕ ПО ПОВЕДЕНИЮ Исследовано участие глюкокортикоидных гормонов в возникновении белой пятнистости у доместицированных животных в эмбриональный период развития. Показано, что стрессорное воздействие и введение дексаметазона на 12–14!й дни беременности полностью пигментирован! ным серым крысам вызывает задержку миграции и разви! тия меланобластов у эмбрионов. Это приводит к повыше! нию почти в 4 раза количества потомков с депигмента! цией на вентральной стороне тела. Продемонстрировано также, что реакция гипоталамо!гипофизарно!надпо! чечниковой системы на эмоциональный стресс у взрослых потомков таких матерей снижена по сравнению с конт! рольными животными. Обсуждается роль глюкокорти! коидов в возникновении депигментации волосяного по! крова при отборе животных на доместикационное пове! дение. Введение. Одной из особенностей формооб� разовательного процесса при одомашнивании животных является сходный характер морфо� логических изменений, возникающих у пред� ставителей разных систематических групп [1]. Согласно одному из положений концепции де� стабилизирующего отбора академика Д.К. Бе� ляева, морфофизиологическое сходство при эволюционном преобразовании поведения в процессе доместикации животных может быть обусловлено однонаправленными изменения� ми регуляторных систем организма при одном и том же векторе отбора [2]. В ходе многолет� него эксперимента по отбору разных видов животных (серебристо�черная лисица, амери� канская норка, серая крыса) на социальную адаптацию к условиям неволи и близкому контакту с человеком были продемонстриро� ваны однонаправленные изменения поведе� ния и некоторых морфологических признаков [3]. Одним из первых изменений у животных экспериментальной доместикации было воз� никновение депигментаций определенных участков кожно�мехового покрова [4]. Перенос животных в новую среду обитания, а главное, близкий контакт с человеком были стрессирующими факторами. На первых этапах доместикации отбор на элиминацию агрессив� ного поведения к человеку являлся также отбо� ром на стресс�реактивность и вовлекал в сферу своего влияния такие регуляторные системы, как нервная и эндокринная. Самые первые и наиболее глубокие изменения при отборе на доместикационное поведение произошли в функционировании гипоталамо�гипофизар� но�надпочечниковой системы (ГГНС) как основной системы адаптации и стресса. Отбор привел к ослаблению активности всех звеньев этой системы у животных доместицированной популяции [5]. Известно, что глюкокортикоид� ные гормоны также играют важную роль в эм� бриогенезе, принимая участие как в структур� ном развитии органов, так и в созревании и «программировании» различных систем орга� низма [6]. Возникает вопрос, не является ли функциональное ослабление ГГНС, наблюдае� мое при отборе на доместикационное поведе� ние, одним из факторов, индуцирующих с вы� сокой частотой возникновение непигментиро� ванных участков волосяного покрова потомков полностью пигментированных родителей. Из� вестно, что действие генов депигментации ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 5 31 © И.Н. ОСЬКИНА, Л.А. ПРАСОЛОВА, И.З. ПЛЮСНИНА, Л.Н. ТРУТ, 2010 проявляется на разных стадиях эмбриогенеза [7]. Наши исследования показали, что в до� местицированной популяции серых крыс воз� растает частота возникновения и экспрессия депигментации, детерминируемой полурецес� сивной мутацией hooded [8], которая вызывает задержку миграции и дифференцировки ме� ланобластов из нейрального креста, что при� водит в конечном счете к образованию депиг� ментированных волос [9, 10]. Возникновение белых пегостей у доместицированных сереб� ристо�черных лисиц, детерминируемых геном «Star», также происходит из�за задержки на 1–2 дня миграции меланобластов в кожу эмб� рионов [11]. Настоящая работа затрагивает фундамен� тальную проблему гормональной регуляции развития и направлена на изучение эмбрио� нальной роли глюкокортикоидных гормонов в эмбриогенезе и механизмах возникновения депигментации волосяного покрова при до� местикации животных. Материалы и методы. Для определения со� держания глюкокортикоидов во время бере� менности у недоместицированных (агрессив� ных) и доместицированных (ручных) самок серебристо�черных лисиц (Vulpes vulpes) и крыс (Rattus norvegicus) была взята кровь. У лисиц кровь брали из v. saphena, у крыс – из хвостовой вены. В эксперименте использо� вали по 12 ручных и агрессивных самок лисиц и крыс. Последующие эксперименты проводили на серых крысах. В первом эксперименте 20 пол� ностью пигментированных серых самок крыс из недоместицированной популяции массой 200–220 г скрещивали с такими же самцами массой 280–300 г. Факт оплодотворения опре� деляли по наличию сперматозоидов во влага� лищных мазках самок. День обнаружения спер� матозоидов в мазках считали 0�м днем бере� менности. Беременных самок содержали по одной в клетке. Стрессорную стимуляцию и введение синтетического глюкокортикоидного гормона осуществляли на 12–14�й дни беремен� ности самок крыс. В этот период у эмбрионов крыс начинается продуцирование стероидов в надпочечниках, и они начинают отвечать на АКТГ [12, 13], а в гипофизе начинается секре� ция дериватов проопиомеланокортина [14]. В первом эксперименте крысы были разделены на две группы. Самки первой группы (опытная, n = 10) на 12–14�й дни беременности подвер� гались стрессорной стимуляции, вторую группу (контрольная, n = 10) составляли интактные беременные самки. В качестве повторяющего� ся рестрикционного (эмоционального) стресса использовали ограничение подвижности в не� больших пластиковых клетках в течение 45 мин три раза в день [15, 16]. На 20�й день беремен� ности по 4 самки из каждой группы были за� биты, а их эмбрионы взяты для последующего определения меланобластов в коже. От осталь� ных самок этих групп получено потомство, у которого в двухмесячном возрасте был описан фенотип окраски меха с локализацией мест расположения депигментированных участков и их размеры. У трехмесячных самцов, потом� ков контрольных и опытных самок (n = 12 в каждой группе), определяли уровни кортико� стерона до стрессорной стимуляции сразу пос� ле окончания 20�минутного рестрикционного стресса, а также через 1, 2 и 4 ч после стресса. Известно, что 20�минутная продолжительность стресса достаточна для активации ГГНС и че� рез 20 мин после начала стресса наблюдается максимальное повышение глюкокортикоидов в крови [17]. Во втором эксперименте полностью пиг� ментированным агрессивным самкам (n = 12), скрещенным с такими же самцами, на 12– 14�й дни беременности давали дексаметазон, синтетический глюкортикоидный гормон («Sigma», США) с питьевой водой в концентра� ции 5 мкг/мл, что в среднем составляло 75–100 мкг дексаметазона на животное в 1 сут. Эта доза гормона часто используется в экспе� риментах на лабораторных крысах [18, 19]. Животные контрольной группы (n = 12) полу� чали обычную питьевую воду. На 18, 19, 20�й дни беременности по 4 самки из каждой экс� периментальной группы были забиты декапи� тацией. У их эмбрионов определяли кортико� стерон в плазме крови и оценивали картину развития меланобластов в коже. От остальных самок было получено потомство, у которого в возрасте двух месяцев был описан фенотип окраски меха с указанием мест расположения депигментированных участков и проведена количественная оценка содержания меланина ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 532 И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут в пробах волос, взятых с вентральной стороны тела. У самцов (n = 12 в каждой группе) так же, как и в первом эксперименте, исследовали базальный и стрессорный уровни кортикосте� рона в крови. Эмбрионы фиксировали в жидкости Карнуа в течение 1 сут и хранили в 70° спирте. Мелано� бласты в коже эмбрионов выявляли методом серебрения по Masson [20] на тотальных пре� паратах образцов кожи, взятых с головы, лопат� ки, шеи и живота. Подсчет числа меланоблас� тов на гистологических препаратах проводили у 18–20�дневных эмбрионов. У каждого эмб� риона определяли среднюю величину по пяти образцам в поле зрения микроскопа. У лисиц основным глюкортикоидным гормоном явля� ется кортизол, а у крыс – кортикостерон. Глю� кокортикоиды в плазме крови определяли ме� тодом конкурентного белкового связывания [21]. Количественную оценку содержания ме� ланина в волосах проводили методом ЭПР– электронного парамагнитного резонанса. Рас� чет содержания меланина сделан в весовых процентах, т.е. в граммах на 100 г шерсти [22]. Статистический анализ результатов осуще� ствляли с помощью двухфакторного диспер� сионного анализа, где в качестве факторов использовали тип поведения селектируемой линии крыс и группу опыт–контроль с после� дующим сравнением межгрупповых разли� чий по критерию Ньюмена�Кейсла. Влияние пренатальных воздействий на частоту возник� новения белой пятнистости оценивали по критерию χ2. Результаты исследований. Содержание глюко� кортикоидов в крови во время беременности снижено у всех ручных животных по сравнению с агрессивными – и у лисиц (F1,147 = 62,76, p < < 0,001), и у крыс (F1,165 = 10,68, p < 0,01) (рис. 1). При этом у лисиц уровни гормонов в разные сроки беременности незначительно менялись (рис. 1, а), а у крыс независимо от типа поведе� ния – повышались к концу беременности, что, по�видимому, обусловлено видовыми особен� ностями исследуемых животных. Следует от� метить, что у агрессивных серых крыс уровень кортикостерона в крови начинал увеличивать� ся с 10�го дня, достигая максимальных значе� ний к 13�му дню беременности, а у серых руч� ных крыс – только к 19�му дню (рис. 1, б). Рестрикционный стресс на 12–14�й дни беременности приводил к задержке миграции и дифференцировки меланобластов в коже эмбрионов агрессивных серых крыс (рис. 2). Так, если у 20�дневных эмбрионов контроль� ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 5 33 Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных Рис. 1. Уровень глюкокортикоидов в крови серебристо� черных лисиц (а) (по вертикали – кортизол, мкг) и се� рых крыс (б) (по вертикали – кортикостерон, мкг) в различные сроки беременности (по горизонтали, дни); * p < 0,05, p < 0,01, * p < 0,001 – различия в показателях достоверны между агрессивными (�) и ручными (�) самками ной группы крыс в коже головы и шеи хорошо видны уже формирующиеся волосяные фол� ликулы, которые почти полностью заполнены меланобластами, то в коже эмбрионов опыт� ной группы крыс присутствуют в основном лишь отдельные меланобласты, а первичные волосяные фолликулы еще полностью не сформированы. В результате это приводит к тому, что в опытной группе в три раза чаще, чем в контрольной рождаются потомки с де� пигментированными участками на вентраль� ной стороне тела. Стрессорная стимуляция матерей на 12– 14�й дни беременности вызывала также сни� жение функциональной активности ГГНС у взрослых потомков по сравнению с потомками контрольной группы (F1,64 = 48,03, p < 0,001). У потомков опытной группы по сравнению с животными контрольной группы были сниже� ны базальный и стрессорный уровни корти� костерона в крови (рис. 3). Кроме того, если у крыс контрольной группы содержание гормо� на в крови возвращалось к базальным значе� ниям только через 4 ч после окончания стресса, то у животных опытной группы снижение гор� мона в крови наблюдали уже через 1 ч после окончания стресса (рис. 3). В следующем эксперименте агрессивные самки серых крыс в те же сроки беременности получали дексаметазон с питьевой водой. Вве� дение дексаметазона привело к достоверному снижению уровня кортикостерона у эмбрионов на 18–19�й дни развития (рис. 4, а, p < 0,001). У взрослых потомков опытной группы реак� ция на эмоциональный стресс была снижена почти в полтора раза по сравнению с контро� лем (p < 0,001). Динамика уровня кортикосте� рона в крови в ответ на стресс у них так же как и у пренатально стрессированных крыс изме� нялась (F4,68 = 3,67, p < 0,01) и была сопоста� вима с реакцией на данное воздействие у до� местицируемых животных (рис. 4, б). На рис. 5 представлены фотографии препа� ратов кожи головы эмбрионов 18–20 дней раз� вития, матери которых получали дексаметазон с питьевой водой. Видно, что введение декса� метазона приводит к задержке развития мела� нобластов в коже эмбрионов примерно на 1 сут по сравнению с контролем. На 18�й день эмб� рионального развития меланобласты в коже ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 534 И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут Рис. 2. Влияние материнского стресса на развитие мела� нобластов в коже 20�дневных эмбрионов крыс: а – ин� тактный контроль, б – стресс матерей (опыт) Рис. 3. Влияние материнского стресса на уровень кор� тикостерона (по вертикали, мкг %) в крови у взрослых потомков в ответ на 20�минутный рестрикционный стресс; по горизонтали – время окончания стресса, ч; p < 0,01, * p < 0,001 – различия в показателях достоверны между крысами контрольной и опытной групп эмбрионов контрольной группы концентри� руются в местах образования волосяных фол� ликулов, они четко дифференцированы, и их количество в поле зрения микроскопа в пол� тора раза превышает содержание у эмбрионов опытной группы (15,4 ± 0,35 – контрольная группа, 9,4 ± 0,34 – опытная группа, p < 0,001). У эмбрионов опытной группы они менее диф� ференцированы, еще рассеяны по всей повер� хности кожи и не сконцентрированы в местах будущих волосяных фолликулов. На 19�й день развития у эмбрионов контрольной группы меланобласты, поступившие в волосяной фол� ликул и размножившиеся в нем, образуют до� вольно плотные скопления, а в коже эмбрионов экспериментальной группы меланобластов не только меньше, но они менее дифференциро� ваны и образуют прозрачные сетчатые струк� туры. Наиболее существенные различия между экспериментальной и контрольной группами наблюдали на 20�й день эмбриогенеза. Картина развития меланобластов у эмбрионов, матери которых получали дексаметазон, соответствует картине дифференцировки и количеству ме� ланоцитов в волосяных фолликулах на 18,5– 19�й день развития интактных эмбрионов. У 20�дневных эмбрионов контрольной группы волосяные фолликулы полностью сформиро� ваны: они крупные, плотно заполнены зрелы� ми меланоцитами. Среди родившихся потомков от матерей, которые получали дексаметазон с питьевой водой, количество крыс с депигментацией на вентральной поверхности тела возрастало примерно в 4 раза по сравнению с контрольной популяцией (рис. 6, а) и было сопоставимо с аналогичным показателем в доместицирован� ной популяции [8]. Кроме того, среди потом� ков были животные со значительно осветлен� ным мехом на вентральной поверхности (рис. 6, б). В контрольной популяции таких живот� ных не обнаружено. Содержание меланина в волосах, взятых с вентральной поверхности те� ла крыс, матерям которых вводили дексамета� зон, было значительно меньше, чем у потомков от матерей контрольной группы (рис. 6, в). Обсуждение полученных данных. В настоящее время имеется большое количество работ, сви� детельствующих о модифицирующем действии стресса и глюкокортикоидных гормонов в ран� ний период развития на функцию ГГНС взрос� лого организма у разных видов животных и человека [23–26]. Их эффекты зависят не толь� ко от длительности и интенсивности стрессор� ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 5 35 Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных Рис. 4. Уровень кортикостерона (по вертикали, мкг %) в крови у 18–20�дневных эмбрионов (а) и взрослых потомков в ответ на 20�минутный рестрикционный стресс (б), матери кото� рых получали дексаметазон с питьевой водой во время беременности; по горизонтали – а – возраст, дни; б – время после окончания стресса, ч; p < 0,01, p < 0,001 – различия в пока� зателях достоверны между крысами контрольной и опытной групп ного воздействия, но и от периода внутриутроб� ного развития эмбрионов [27, 28]. В настоящей работе повышение содержания глюкокортико� идов (стресс и введение дексаметазона) у агрес� сивных самок на 12–14�й дни беременности вызывало снижение реакции ГГНС на стресс у взрослых потомков, о чем свидетельствует более низкий уровень кортикостерона в крови сразу после окончания стрессорного воздейст� вия. У этих животных, так же как и у доместици� рованных крыс, наблюдалось и более быстрое возвращение к базальным значениям уровня кортикостерона, что, вероятно, указывает на усиление отрицательной обратной связи ГГНС, в которой участвуют глюкокортикоидные ре� цепторы гиппокампа. Важно отметить, что у до� местицированных крыс экспрессия гена ре� цептора глюкокортикоидов в этой структуре и его количество существенно выше, чем у агрессивных [29]. Ранее также было показано, что глюкокортикоидное воздействие в период внутриутробного развития агрессивных серых крыс вызывает изменение норадренергичес� кой системы головного мозга и ослабление стрессорной реакции, регулируемой этой ме� диаторной системой [30]. Можно полагать, что модифицирующее влияние глюкокортико� идов на дефинитивную функцию ГГНС жи� вотных обусловлено изменением функцио� нальной активности генов, регулирующих раз� витие как периферических, так и центральных звеньев этой системы, и по направлению сов� падает с действием отбора на доместикацион� ное поведение. Введение дексаметазона на 12–14�й дни беременности агрессивным самкам вызывало снижение уровня кортикостерона в плазме кро� ви 18–20�дневных эмбрионов (рис. 4, а). Извес� тно, что даже кратковременная гиперсекреция глюкокортикоидов или экзогенное введение кортикостерона беременным самкам подавляет как рост надпочечников, так и их секретор� ную активность у плодов на поздних стадиях развития [31, 32]. При отборе животных на до� местикационное поведение также наблюдается более низкая продукция глюкокортикоидов у ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 536 И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут Рис. 5. Меланобласты у эмбрионов от интактных матерей (а–в) и у эмбрионов (г–е), матери которых получали дексаметазон с питьевой водой на 12–14 дни беременности: а, г – 18, б, д – 19, в, е – 20�й дни развития эмбрионов плодов как серебристо�черных лисиц [33], так и ручных крыс – гомозигот по гену hooded [9]. Кроме того, у доместицированных серебристо� черных лисиц и крыс во время беременности уровень глюкокортикоидов в крови значи� тельно снижен по сравнению с недоместици� рованными животными (рис. 1), т.е. развитие эмбрионов у них происходит на фоне более низкого уровня гормонов, что может вносить определенный вклад в формирование разных систем у потомков. Одновременно с одно� направленным характером изменений гормо� нальных характеристик у доместицируемых животных наблюдается высокая частота воз� никновения белой пятнистости, которая обусловлена задержкой миграции и развития меланобластов [8, 9, 11]. В нашей работе стресс и введение декса� метазона на 12–14�й дни беременности пол� ностью пигментированным серым крысам приводило к рождению с более высокой час� тотой, чем в контроле, потомков, которые имели на вентральной стороне депигменти� рованные участки. Наиболее вероятной при� чиной возникновения депигментации у по� томков, очевидно, является задержка мигра� ции, пролиферации и дифференцировки ме� ланобластов. Известно, что в норме у серых крыс меланобласты концентрируются в мес� тах образования волосяных фолликулов на вентральной стороне в конце пренатального развития [10]. Возможно, что одной из причин задержки развития меланобластов и вследствие этого рождения большего количества потомков с бе� лой пятнистостью является сниженный уро� вень кортикостерона у плодов на поздних ста� диях развития. В недавней работе на трансген� ных мышах было продемонстрировано, что глюкокортикоидные гормоны координируют регуляцию более 170 генов, специфичных для кожи и волос мышей, усиливая или подавляя экспрессию разных генов [34]. При этом они репрессируют гены, связанные с ростом и пролиферацией клеток. Вероятно и в на� шем эксперименте глюкокортикоидные гор� моны оказывали влияние на активность ге� нов, участвующих в миграции, развитии и дифференцировке меланобластов в эмбрио� нальный период. Наши результаты также показали, что у час� ти потомков при введении дексаметазона наб� людается значительное осветление меха на вентральной области тела. Это может быть свя� зано с системой регуляции синтеза меланина. Основным стимулятором меланогенеза у мле� копитающих является меланостимулирую� щий гормон (МСГ), который, как и адренокор� тикотропный гормон, образуется из проопио� меланокортина (ПОМК) [7]. Ген ПОМК экспрессируется не только в ги� пофизе, но и в коже млекопитающих [35]. Известно, что глюкокортикоиды снижают эк� спрессию гена ПОМК в тканях взрослых жи� вотных. Возможно, в эмбриональном периоде развития введение дексаметазона также при� водит к снижению продукции дериватов ПОМК как в гипофизе, так и в коже, что мо� жет вызвать снижение меланогенеза (эумела� ногенеза) в последующие возрастные перио� ды. Следует отметить, что отбор на доместика� ционное поведение сопровождается уменьше� нием экспрессии гена ПОМК в гипофизе [36]. И, как показали наши данные, введение дек� саметазона действительно вызывает осветление ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 5 37 Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных Рис. 6. Фенотипические эффекты на окраску меха у взрослых потомков, матери которых получали декса� метазон с питьевой водой во время беременности: а – процент животных с белой пятнистостью на вентраль� ной поверхности тела; б – процент животных с освет� ленной вентральной поверхностью тела; в – количест� во меланина в волосах, %, взятых с вентральной поверх� ности; **p < 0,001 – различия достоверны между кры� сами контрольной и опытной групп окраски меха на вентральной стороне тела за счет уменьшения количества и распределе� ния меланина в волосах. В литературе широко обсуждается роль стресса и гормонов в эволюционных измене� ниях организмов [37–39]. Известно, что стресс и стероидные гормоны в эмбриональный пе� риод развития способны изменять генетически детерминированные фенотипы. Эти изменения в отдельных случаях могут не только сохра� няться в течение жизни индивидуума, но и пе� редаваться следующим поколениям [40–42]. Предполагается, что одним из механизмов эпигенетических изменений является процесс метилирования ДНК и возможность сохране� ния паттерна метилирования отдельных генов в процессе гаметогенеза. Глюкокортикоидные гормоны, с одной стороны, могут принимать участие в регуляции метилирования генома, а с другой – метилирование ДНК эффективно регулирует реализацию гормональных сигна� лов [43]. Таким образом, на основании полученных данных можно полагать, что вектор отбора на доместикационное поведение совпадает с век� тором действия глюкокортикоидных гормонов на развитие меланобластов в эмбриогенезе, и изменение функционального состояния ГГНС может являться одной из причин возникнове� ния депигментаций у животных в процессе до� местикации. Возможно, что на первых этапах доместикации действие антропогенного стрес� са и изменение функциональной активности ГГНС происходило на протяжении всего онто� генеза. Особенно эти изменения важны в са� мый ранний период развития, т.е. в период максимальной пластичности организма, не только в формировании физиологических свойств, но и морфологических признаков ор� ганизма. Работа выполнена при поддержке Российско! го фонда фундаментальных исследований (грант № 08–04–01412) и Программ президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология», «Биоло! гическое разнообразие». Авторы выражают глу! бокую благодарность за помощь в определении содержания меланина в волосах крыс сотрудни! кам Казахского института общей генетики и цитологии Э.Б. Всеволодову и И.Ф. Латыпову. I.N. Oskina, L.A. Prasolova, I.Z. Plyusnina, L.N. Trut THE ROLE OF GLUCOCORTICOIDS IN THE APPEARANCE OF COAT DEPIGMENTATION IN ANIMALS SELECTED FOR BEHAVIOR The involvement of glucocorticoid hormones in the appearance of white spottings during embryogenesis in domesticated gray rats was studied. It was shown that pre� natal stress and exposure to dexamethasone on the 12–14 days of pregnancy of fully pigmented gray rats elicit� ed the slowing of melanoblast migration and its develop� ment in embryos. It was associated with a 4�fold increase of the offspring percentage with the depigmentation on the ventral side of body in adults. It was also demonstrated that response of HPA axis to emotional stress was lower in adult offsprings from prenatal�stressed and dexamethason�treat� ed mothers than in adult offspring from control mothers. The role of glucocorticoids in the appearance of coat depigmentation under animal domestication is discussed. І.Н. Оськіна, Л.А. Прасолова, І.З. Плюсніна, Л.Н. Трут РОЛЬ ГЛЮКОКОРТИКОЇДІВ У ВИНИКНЕННІ ДЕПІГМЕНТАЦІЇ ВОЛОСЯНОГО ПОКРИВУ У ТВАРИН ПРИ ВІДБОРІ ЗА ПОВЕДІНКОЮ Досліджено участь глюкокортикоїдних гормонів в ембріональний період розвитку у виникненні білої плямистості в доместикованих тварин. Показано, що стресорна дія та введення дексаметазона на 12–14�й дні вагітності повністю пігментованим сірим щурам викликає затримку міграції та розвитку меланобластів у ембріонів. Це призводить до підвищення майже в 4 рази кількості потомків з депігментацією на вентраль� ному боці тіла. Продемонстровано також, що реакція гіпоталамо�гіпофізарно�надниркової системи на емо� ційний стрес у дорослих потомків таких матерів зни� жена порівняно з контрольними тваринами. Обгово� рюється роль глюкокортикоїдів у виникненні депіг� ментації волосяного покриву при відборі тварин на доместикаційну поведінку. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Klungland Н., Vage D. Molecular genetics of pigmenta� tion in domestic animals // Curr. Genom. – 2000. – 1. – P. 223–242. 2. Беляев Д.К. Проблемы и перспективы исследова� ний по генетике и селекции животных // Генетика. – 1987. – 23. – С. 937–946. 3. Trut L.N. The evolutionary concept of destabilizing selection: status quo // J. Anim. Breed. Genet. – 1998. – 115. – P. 415–431. ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 538 И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут 4. Трут Л.Н., Плюснина И.З., Оськина И.Н. Экспери� мент по доместикации лисиц и дискуссионные вопросы эволюции собак // Генетика. – 2004. – 40, № 6. – С. 794–807. 5. Оськина И.Н., Плюснина И.З. Гипофизарно�надпо� чечниковая система при отборе животных на до� местикационное поведение // Современные кон� цепции эволюционной генетики. – Новосибирск, 2000. – С. 327–334. 6. Seckl J.R. Glucocorticoid programming of the fetus; adult phenotypes and molecular mechanisms // Mol. Cell. Endocrinol. – 2001. – 185. – P. 61–71. 7. Barsh G.S. The genetics of pigmentation: from fancy to complex traits // Trends Genet. – 1996. – 12. – P. 299– 305. 8. Трут Л.Н., Плюснина И.З., Прасолова Л.А., Ким А.А. Hooded аллель и отбор диких серых крыс (Rattus norvegicus) по поведению // Генетика. – 1997. – 33. – С. 679–685. 9. Трут Л.Н., Оськина И.Н., Прасолова Л.А., Плюсни! на И.З. Активность гипофизарно�надпочечнико� вой системы и развитие меланобластов у эмбрио� нов серых крыс (Rattus norvegicus) // Докл. РАН. – 1998. – 360. – C. 428–432. 10. Wendt!Wagener I. Untersuchugen uber die ausbreitung der melanoblastenbei einfarbig schwarzen ratten und bei haubenratten // Zeits. Verebungslenze. – 1961. – 92. – P. 63–68. 11. Прасолова Л.А., Трут Л.Н. Эффект гена «Star» на скорость миграции меланобластов у эмбрионов серебристо�черных лисиц (Vulpes vulpes) // Докл. РАН. – 1993. – 329. – С. 787–789. 12. Klepac R., Milkovic K., Milkovic S. Development of steroidogenesis in the fetal rat adrenal gland: an in vitro study // J. Steroid. Biochem. – 1977. – 8. – P. 841– 845. 13. Yamamoto M., Arishima K., Eguchi Y. The sensitivity of the fetal rat adrenal gland to adrenocorticotropic hor� mone in vivo and in vitro // Biol. Neonate. – 1986. – 50. – P. 48–54. 14. Lugo D.I., Pintar J.E. Ontogeny of basal and regulated secretion from POMC cells of the developing anterior lobe of the rat pituitary gland // Dev. Biol. – 1996. – 173. – P. 95–109. 15. Barbazanges A., Piazza P.V., Le Moal M., Maccari S. Maternal glucocorticoid secretion mediates long�term effects of prenatal stress // J. Neurosci. – 1996. – 15. – P. 3943–3949. 16. Poltyrev T., Weinstock M. Gender difference in the pre� vention of hyperanxiety in adult prenatally stressed rats by chronic treatment with amitriptyline // Psychophar� macology. – 2004. – 171. – P. 270–276. 17. Sapolsky R.M., Romedo L.M., Munck A.U. How do glu� cocorticoids influence stress responses? Integrating permissive, suppressive, stimulatory, and preparative actions // Endocr. Rev. – 2000. – 21. – P. 55–89. 18. O’Regan D., Kenyon C.J., Seckl J.R., Holmes M.C. Glucocorticoid exposure in late gestation in the rat per� manently programs gender�specific differences in adult cardiovascular and metabolic physiology // Amer. J. Physiol. Endocrinol. Metab. – 2004. – 287. – P. E863– E870. 19. Woods L.L., Weeks D.A. Prenatal programming of adult blood pressure: role of maternal corticosteroids // Amer. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2005. – 289. – P. R955–R962. 20. Zimmermann A.A., Becker S.W. Precursors of epider� mal melanocytes in Negro fetus // Pigment cell biolo� gy / Ed. M. Jordon. – New York : Acad. press, 1959. – P. 159–170. 21. Тинников А.А., Бажан Н.М. Определение глюкокор� тикоидов в плазме крови и инкубатах надпочечни� ков методом конкурентного связывания гормонов белками без предварительной экстракции // Лаб. дело. – 1984. – 12. – С. 709–713. 22. Vsevolodov E., Ito Sh., Wakamatsuk K., Kuchina I., Latipov I. Comparative analysis of hair melanins by chemical and electron spin resonance methods // Pigment Cell Res. – 1991. – 3. – P. 30–34. 23. Sloboda D.M., Moss T.J., Gurrin L.C., Newnham J.P., Challis J.R. The effect of prenatal betamethasone administration on postnatal ovine hypothalamic�pitu� itary�adrenal function // J. Endocrinol. – 2002. – 172. – P. 71–81. 24. Dean F., Yu C., Lingas R.I., Matthews S.G. Prenatal glu� cocorticoid modifies hypothalamo�pituitaryadrenal regulation in prepubertal guinea pigs // Neuroendo� crinology. – 2001. – 73. – P. 194–202. 25. Matthews S.G. Early programming of the hypothalamo� pituitary�adrenal axis // Trends Endocrinol. Metab. – 2002. – 13. – P. 373–380. 26. Uno H., Eisele S., Sakai A., Shelton S., Baker E., DeJesus O., Holden J. Neurotoxicity of glucocorticoids in the primate brain // Horm. Behav. – 1994. – 28. – P. 336–348. 27. Kapoor A., Dunn E., Kostaki A., Andrews M.H., Matthews S.G. Fetal programming of hypothalamo� pituitary�adrenal function: prenatal stress and gluco� corticoids // J. Physiol. – 2006. – 572. – P. 31–44. 28. Darnaudéry M., Maccari S. Epigenetic programming of the stress response in male and female rats by prenatal restraint stress // Bain Res. Rev. – 2008. – 57. – P. 571– 585. 29. Оськина И.Н., Гербек Ю.Э., Шихевич С.Г., Плюсни! на И.З., Гулевич Р.Г. Изменения гипоталамо�гипо� физарно�надпочечниковой и иммунной систем при отборе животных на доместикационное поведение // Вестн. ВОГиС. – 2008. – 12, № 1/2. – С. 39–49. 30. Дыгало Н.Н., Шишкина Г.Т., Миронов О.С., Боро! дин П.М., Науменко Е.В. Генетические аспекты гормональной модификации стрессорной реак� ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 5 39 Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных тивности. Сообщ. 2. Модификация в раннем онто� генезе стрессорной реактивности взрослых крыс, селектируемых по поведению на человека // Гене� тика. – 1986. – 22, № 3. – С. 500–506. 31. Klepac R., Milkovic K. Fetal rat adrenal growth and steroidogenesis in vitro after maternal dexamethasone treatment // Biol. Neonate. – 1979. – 36. – P. 154–159. 32. Fameli M., Kitraki E., Stylianonoulou F. Effects of hyperactivity of the maternal hypothalamic�pituitary� adrenal (HPA) axis during pregnancy on the develop� ment of the HPA axis and brain monoamines of the off� spring // J. Dev. Neurosci. – 1994. – 12. – P. 651–659. 33. Osadchuk L.N. Cortisol biosynthesis during embryonic development in silver foxes under selection for domes� tic behaviour // Scientifur. – 1996. – 20. – P. 336–344. 34. Donet E., Bayo P., Calvo E., Labrie F., Pérez P. Identification of novel glucocorticoid receptor�regulat� ed genes involved in epidermal homeostasis and hair follicle differentiation // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. – 2008. – 108. – P. 8–16. 35. Slominski A., Wortsman J. Neuroendocrinology of the skin // Endocr. Rev. – 2000. – 21. – P. 457–487. 36. Gulevich R.G., Oskina I.N., Shikhevich S.G., Fedoro! va E.V., Trut L.N. Effect of selection for behavior on pituitary�adrenal axis and proopiomelanocortin gene expression on silver foxes (Vulpes vulpes) // Physiol. Behav. – 2004. – 82. – P. 513–518. 37. Guerrero!Bosagna C., Sabat P., Valladares L. Environ� mental signalling and evolutionary change: can expo� sure of pregnant mammals to environmental estrogens lead to epigenetically induced evolutionary changes in embryos? // Evol. Dev. – 2005. – 7. – P. 341–350. 38. Badyaev A.V. Stress�induced variation in evolution: from behavioural plasticity to genetic assimilation // Proc. Roy. Soc. B. – 2005. – 272. – P. 877–886. 39. Маркель А.Л. Стресс и эволюция // Вестн. ВОГиС. – 2008. – 12, № 1/2. – С. 206–215. 40. Drake A. J., Walker B.R., Seckl J.R. Intergenerational consequences of fetal programming by in utero expo� sure to glucocorticoids in rats // Amer. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2005. – 288. – P. R34– R38. 41. Chang H.!Sh., Anway M.D., Rekow S.S., Skinner M.K. Transgenerational epigenetic imprinting of the male germline by endocrine disruptor exposure during gonadal sex determination // Endocrinology. – 2006. – 147. – P. 5524–5541. 42. Skinner M.K. What is an epigenetic transgenerational phenotype? F3 or F2 // Reprod Toxicol. – 2008. – 25. – P. 2–6. 43. Ванюшин Б.Ф. Метилирование ДНК и эпигенети� ка // Генетика. – 2006. – 42. – С. 1186–1199. Поступила 29.05.09 ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2010. № 540 И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-66793
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0564-3783
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:19:32Z
publishDate	2010
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
record_format	dspace
spelling	Оськина, И.Н. Прасолова, Л.А. Плюснина, И.З. Трут Л.Н. 2014-07-22T08:49:01Z 2014-07-22T08:49:01Z 2010 Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению / И.Н. Оськина, Л.А. Прасолова, И.З. Плюснина, Л.Н. Трут // Цитология и генетика. — 2010. — Т. 44, № 5. — С. 31-40. — Бібліогр.: 43 назв. — рос. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66793 591.157:577.175.53:599.323.4:599.74.1 Исследовано участие глюкокортикоидных гормонов в возникновении белой пятнистости у доместицированных животных в эмбриональный период развития. Показано, что стрессорное воздействие и введение дексаметазона на 12–14-й дни беременности полностью пигментированным серым крысам вызывает задержку миграции и развития меланобластов у эмбрионов. Это приводит к повышению почти в 4 раза количества потомков с депигментацией на вентральной стороне тела. Продемонстрировано также, что реакция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на эмоциональный стресс у взрослых потомков таких матерей снижена по сравнению с контрольными животными. Обсуждается роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова при отборе животных на доместикационное поведение. Досліджено участь глюкокортикоїдних гормонів в ембріональний період розвитку у виникненні білої плямистості в доместикованих тварин. Показано, що стресорна дія та введення дексаметазона на 12–14-й дні вагітності повністю пігментованим сірим щурам викликає затримку міграції та розвитку меланобластів у ембріонів. Це призводить до підвищення майже в 4 рази кількості потомків з депігментацією на вентральному боці тіла. Продемонстровано також, що реакція гіпоталамо гіпофізарно надниркової системи на емоційний стрес у дорослих потомків таких матерів знижена порівняно з контрольними тваринами. Обговорюється роль глюкокортикоїдів у виникненні депігментації волосяного покриву при відборі тварин на доместикаційну поведінку. The involvement of glucocorticoid hormones in the appearance of white spottings during embryogenesis in domesticated gray rats was studied. It was shown that prenatal stress and exposure to dexamethasone on the 12–14 days of pregnancy of fully pigmented gray rats elicited the slowing of melanoblast migration and its development in embryos. It was associated with a 4-fold increase of the offspring percentage with the depigmentation on the ventral side of body in adults. It was also demonstrated that response of HPA axis to emotional stress was lower in adult offsprings from prenatal-stressed and dexamethason-treated mothers than in adult offspring from control mothers. The role of glucocorticoids in the appearance of coat depigmentation under animal domestication is discussed. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 08–04–01412) и Программ президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология», «Биологическое разнообразие». Авторы выражают глубокую благодарность за помощь в определении содержания меланина в волосах крыс сотрудникам Казахского института общей генетики и цитологии Э.Б. Всеволодову и И.Ф. Латыпову. ru Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України Цитология и генетика Оригинальные работы Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению Роль глюкокортикоїдів у виникненні депігментації волосяного покриву у тварин при відборі за поведінкою The role of glucocorticoids in the appearance of coat depigmentation in animals selected for behaviour Article published earlier
spellingShingle	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению Оськина, И.Н. Прасолова, Л.А. Плюснина, И.З. Трут Л.Н. Оригинальные работы
title	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению
title_alt	Роль глюкокортикоїдів у виникненні депігментації волосяного покриву у тварин при відборі за поведінкою The role of glucocorticoids in the appearance of coat depigmentation in animals selected for behaviour
title_full	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению
title_fullStr	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению
title_full_unstemmed	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению
title_short	Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению
title_sort	роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению
topic	Оригинальные работы
topic_facet	Оригинальные работы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66793
work_keys_str_mv	AT osʹkinain rolʹglûkokortikoidovvvozniknoveniidepigmentaciivolosânogopokrovauživotnyhpriotborepopovedeniû AT prasolovala rolʹglûkokortikoidovvvozniknoveniidepigmentaciivolosânogopokrovauživotnyhpriotborepopovedeniû AT plûsninaiz rolʹglûkokortikoidovvvozniknoveniidepigmentaciivolosânogopokrovauživotnyhpriotborepopovedeniû AT trutln rolʹglûkokortikoidovvvozniknoveniidepigmentaciivolosânogopokrovauživotnyhpriotborepopovedeniû AT osʹkinain rolʹglûkokortikoídívuviniknennídepígmentacíívolosânogopokrivuutvarinprivídborízapovedínkoû AT prasolovala rolʹglûkokortikoídívuviniknennídepígmentacíívolosânogopokrivuutvarinprivídborízapovedínkoû AT plûsninaiz rolʹglûkokortikoídívuviniknennídepígmentacíívolosânogopokrivuutvarinprivídborízapovedínkoû AT trutln rolʹglûkokortikoídívuviniknennídepígmentacíívolosânogopokrivuutvarinprivídborízapovedínkoû AT osʹkinain theroleofglucocorticoidsintheappearanceofcoatdepigmentationinanimalsselectedforbehaviour AT prasolovala theroleofglucocorticoidsintheappearanceofcoatdepigmentationinanimalsselectedforbehaviour AT plûsninaiz theroleofglucocorticoidsintheappearanceofcoatdepigmentationinanimalsselectedforbehaviour AT trutln theroleofglucocorticoidsintheappearanceofcoatdepigmentationinanimalsselectedforbehaviour

Роль глюкокортикоидов в возникновении депигментации волосяного покрова у животных при отборе по поведению

Institution

Ähnliche Einträge