Введение к работе
Актуальность проблемы.
Цель работы: Выявление генетических особенностей почечной регуляции водно-солевого баланса и артериального давления в покое и при эмоциональном стрессе у гипертензивных крыс НИСАГ.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Определение генов с дифференциальной экспрессией в корковом и мозговом веществе почек гипертензивных крыс НИСАГ и нормотензивных крыс WAG (контрольная линия) с помощью микроматриц. Проведение функциональной аннотации дифференциально экспрессирующихся генов и выявление изменений в метаболических путях в покое и после действия стресса.
2. Изучение межлинейных различий в экспрессии мРНК генов, регулирующих водно-солевой баланс, в почках крыс НИСАГ и WAG методом ПЦР в реальном времени.
3. Изучение влияния эмоционального стресса на экспрессию генов, обеспечивающих различия функционального состояния почек крыс НИСАГ и WAG, методом ПЦР в реальном времени.
Научная новизна работы. В данной работе впервые:
Проведено сравнение транскрипционной активности генов в мозговом и корковом веществе почек у крыс НИСАГ и WAG с помощью микроматриц. При межлинейных сравнениях в покое найдено 126 и 65 дифференциально экспрессирующихся генов в корковом и в мозговом веществе почек, соответственно. Среди них 61.1% генов в корковом веществе и 78.5% генов в мозговом веществе почек имеют более низкий уровень экспрессии мРНК у крыс НИСАГ по сравнению с WAG. В корковом веществе почек найдена группа из 38 генов, описываемая термином «ответ на стимул» (согласно базе данных «Gene ontology»), включающая в себя гены, относящиеся к ответу на внешний стимул, ответу на гормональный стимул, регуляции ответа на стресс.
Методом ПЦР в реальном времени исследована транскрипционная активность генов Mlr (минералокортикоидный рецептор), -ENaC и -ENaC (эпителиальный натриевый канал, - и -субъединицы), Egf (эпидермальный фактор роста), Egfr (рецептор эпидермального фактора роста), Ephx2 (эпоксидгидролаза 2), Comt (катехол-О-метилтрансфераза) в корковом и мозговом веществе почек крыс линий НИСАГ и WAG в покое и после действия эмоционального стресса.
При межлинейных сравнениях в покое для крыс линии НИСАГ со стресс-чувствительной гипертонией в корковом веществе почек показано, что характерной особенностью является более высокий уровень экспрессии мРНК генов Egfr, Ephx2, и более низкий уровень экспрессии мРНК генов -ENaC, Mlr, Соmt по сравнению с контрольными нормотензивными крысами. В мозговом веществе почек крыс линии НИСАГ показан более высокий уровень экспрессии мРНК генов Egfr, Mlr, Ephx2 и более низкий уровень экспрессии -ENaC, Соmt.
В условиях эмоционального стресса в корковом веществе почек у крыс линии НИСАГ отмечено повышение уровня транскрипции мРНК гена -ENaC . В мозговом веществе почек действие эмоционального стресса вызывало повышение транскрипции мРНК генов -ENaC, -ENaC и Ephx2 у крыс НИСАГ.
Показано, что возникновение и поддержание гипертензивного статуса у стресс-чувствительных крыс НИСАГ сопровождается изменением транскрипционной активности генов почки, что может приводить к таким последствиям как усиление симпатической стимуляции органа, увеличение местного сосудистого сопротивления, и к нарушению водно-солевого баланса.
Теоретическая и научно-практическая ценность работы.
Работа расширяет имеющиеся представления о механизмах участия почки в становлении стресс-чувствительного гипертензивного статуса. Данные по микроматрицам могут быть использованы для создания подробной картины нарушений функционирования почки при стресс-зависимой форме артериальной гипертонии. Данные о дифференциальной экспрессии генов у гипертензивных и нормотензивных крыс могут быть полезны для дальнейших исследований с целью разработки новых фармакологических препаратов с гипотензивным действием.
Положения, выносимые на защиту:
Большая часть дифференциально экспрессирующихся генов в почках крыс НИСАГ и WAG связана с ответом на стресс. Корковое и мозговое вещество почек различно реагирует на воздействие мягкого эмоционального стресса.
Развитие гипертензивного статуса у крыс НИСАГ связано с изменением активности генов в ткани почки, участвующих в регуляции функции симпатической нервной системы, водно-солевого баланса, а также сосудистого сопротивления.
Апробация результатов.
Материалы диссертации обсуждены на конференциях «Genomics Research. Asia» (г. Тэджен, 2012), «Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине: геномика, протеомика, биоинформатика», (г. Новосибирск, 2011), «Fundamental Medicine: From Scalpel toward Genome, Proteome and Lipidome» (г. Казань, 2011), «Медико–биологические аспекты мультифакторных патологий» (г. Курск, 2011), «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (г. Новосибирск, 2011), «Студент и научно технический прогресс» (г. Новосибирск, 2011), «Студент и научно технический прогресс» (г. Новосибирск, 2010), «Bioinformatics of Genome Regulation and Structure» (BGRS'2010) (г. Новосибирск, 2010), отчетной сессии Института цитологии и генетики СО РАН (г. Новосибирск, 2010).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 2 научных статьи в рецензируемых отечественных изданиях и 19 тезисов в сборниках трудов конференций.
Структура диссертации.
