НИГ нейробиологии
| Научно-исследовательская группа нейробиологии – относительно молодое подразделение НМИЦ им. В. А. Алмазова, работа которого сконцентрирована на исследованиях, посвященным изучению психических и неврологических заболеваний. 5 мая 2022 года на заседании конкурсной комиссии были подведены итоги конкурса научных подразделений на звание «Лучшее подразделение Центра Алмазова по научной работе». В номинации «Лучшее научно-исследовательское подразделение Центра Алмазова по научной работе» НИГ нейробиологии заняли первое место. |
Основные направления научной деятельности
- Моделирование патологий мозга с использованием экспериментальных моделей.
- Разработка и тестирование новых лекарственных средств для лечения заболеваний ЦНС.
- Поиск новых биомаркеров психических и неврологических расстройств.
- Создание и применение новых методов оценки поведенческих отклонений у животных.
Несмотря на небольшой размер коллектива, НИГ занимается активной публикационной работой и с момента создания (2017 г.) опубликовала более 60 работ в международных журналах, индексируемых WoS/Scopus. НИГ привлекает к научной работе студентов Центра в рамках СНК Нейробиология, работа по которому полностью сконцентрирована непосредственно на выполнении научных-исследований (без лекционного формата) с последующей публикацией результатов совместной работы в ведущих международных журналах, входящих в Q1 SJR. Результаты работы сотрудников также активно представляются на конференциях международного уровня и используются при проведении приглашенных лекций в других исследовательских организациях. Одной из важных особенностей НИГ является использование нового, высокоэффективного для нейробиологических исследований модельного организма зебраданио (Danio rerio).
Участие в государственном задании
- В 2021 году сотрудники НИГ выполняли исследования в рамках государственного задания Минздрава России: Разработка новых молекулярно-биологических маркеров патогенеза центральной нервной системы и их коррекции на основе экспериментальных моделей зебраданио (zebrafish) (Регистрационный номер НИОКТР 121031100292-2). Руководитель: Калуев А.В. Период выполнения 2021—2023 гг.
Было определено, что RO5166017, RO5203648, RO5073012, могут являться перспективными препаратами для коррекции нарушений в области тревожного и депрессивного поведения. Их эффект может быть связан с изменениями в экспрессии воспалительных генов, а также активацией дофаминергической и норэпинефриновой систем. Удалось подтвердить эффективность НПВП (ингибиторов ЦОГ) как анксиолитических и седативных средств. Отсутствие различий в тесте подвешивания за хвост может свидетельствовать об отсутствии влияния данных препаратов на депрессивно-подобное поведение.
Определена общая специфика патогенеза травматического поражения мозга зебраданио с точки зрения поведения и нейрохимических показателей, что будет способствовать разработке новых лекарственных средств и ускорению процесса определения препаратов-нейропротекторов.
Сделан вывод о высокой валидности предложенной модели хронического стресса. Можно сказать, что флуоксетин оказался высокоэффективным для коррекции наблюдаемых фенотипов, тогда как остальные препараты не улучшили поведение стрессированных рыб, а также оказали множество нежелательных, неспецифичных воздействий как на поведение, так и на моноаминергические системы.
Результаты исследования опубликованы в российских и международных высокорейтинговых изданиях.
- В 2018—2020 гг. сотрудники НИГ неробологии проводили исследования по проекту: Разработка и оптимизация протокола тестирования токсичности веществ с молекулярной массой более 3 кДа на рыбах (Zebra fish) (Регистрационный номер НИОКТР АААА-А18-118042390121-0). Руководитель: Галагудза М.М.
Основные результаты, полученные в 2020 году в рамках вышеуказанного проекта: выявлен наиболее оптимальный метод дехорионизации эмбрионов Danio rerio – неполного механического удаления хориона. Определены ограничения и оптимальные условия для реализации модифицированного теста эмбриотоксичности рыб для высокомолекулярных соединений. На примере исследования токсичности высокомолекулярного катиона Luviquat FC 550 показано влияние дехорионизации на результаты теста эмбриотоксичности рыб. Исследованы три типа непокрытых металлосодержащих наночастиц: из меди — менее 50 нм (НЧ-Cu50), из оксида цинка — около 50 нм (НЧ-ZnO50) и из диоксида титана — 70 нм (НЧ-TiO270) в условиях модифицированного протокола эмбриотоксичности рыб. Показана важная роль окислительного стресса в токсических эффектах наночастиц меди и оксида цинка в условиях стимулирорвания антиоксидантной системы зебрафиш при добавлении в среду N-ацетилцистеина. Исследованы два типа неметаллосодержащих наночастиц: фуллерен С60 и диоксид кремния (НЧ-SiO2) — а также биодеградируемое высокомолекулярное соединение низкомолекулярный хитозан) в условиях модифицированного протокола эмбриотоксичности рыб. Определена зависимость результатов теста эмбриотоксичности от сроков удаления хориона для наночастиц фуллерена С60, НЧ-SiO2 и низкомолекулярного хитозана.
Результаты исследования опубликованы в российских и международных высокорейтинговых изданиях.
2022 год
Using zebrafish (Danio rerio) models to understand the critical role of social interactions in mental health and wellbeing. de Abreu M.S., Fontana B.D., Cleal M., Parker M.O., Norton W.H.J., Müller T.E., Rosemberg D.B., Demin K.A., Petersen E.V., Kalueff A.V., Amstislavskaya T.G. Progress in Neurobiology. 2022. Т. 208. С. 101993. IF 9,371. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2021.101993
Understanding early-life pain and its effects on adult human and animal emotionality: Translational lessons from rodent and zebrafish models. de Abreu M.S., Giacomini A.C.V.V., Genario R., Demin K.A., Amstislavskaya T.G., Costa F., Rosemberg D.B., Sneddon L.U., Strekalova T., Soares M.C., Kalueff A.V. Neuroscience Letters. 2022. Т. 768. С. 136382. IF 3,046. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.neulet.2021.136382
Understanding sex differences in zebrafish pain- and fear-related behaviors. Marcon L., C.V.V. Giacomini A., dos Santos B.E., de Abreu M.S., Costa F., Rosemberg D.B., Demin K.A., Kalueff A.V.Neuroscience Letters. 2022. Т. 772. С. 136412. IF 3,046 Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.neulet.2021.136412
Artificial intelligence-driven phenotyping of zebrafish psychoactive drug responses. Bozhko D.V., Myrov V.O., Kolchanova S.M., Polovian A.I., Galumov G.K., Demin K.A., Zabegalov K.N., de Abreu M.S., Kalueff A.V., Petersen E.V., Strekalova T. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 2022. Т. 112. С. 110405. IF 5,067Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2021.110405
Murilo S de Abreu, Fabiano Costa, Ana C V V Giacomini, Konstantin A Demin, Konstantin N Zabegalov, Gleb O Maslov, Yuriy M Kositsyn, Elena V Petersen, Tatiana Strekalova, Denis B Rosemberg, Allan V Kalueff, Towards Modeling Anhedonia and Its Treatment in Zebrafish, International Journal of Neuropsychopharmacology, Volume 25, Issue 4, April 2022, Pages 293–306. https://doi.org/10.1093/ijnp/pyab092
Costa V. Fabiano *, Rosa V. Luiz , Quadros A. Vanessa, de Abreu S. Murilo , Santos R. S. Adai, Sneddon U. Lynne , Kalueff V. Allan and Rosemberg B. Denis *, The Use of Zebrafish as a Non-traditional Model Organism in Translational Pain Research: The Knowns and the Unknowns, Current Neuropharmacology 2022; 20 (3), Pages 476-493. Режим доступа: https://dx.doi.org/10.2174/1570159X19666210311104408
de Abreu S. Murilo , Costa Fabiano , Giacomini C.V.V. Ana , Demin A. Konstantin, Petersen V. Elena , Rosemberg B. Denis and Kalueff V. Allan*, Exploring CNS Effects of American Traditional Medicines using Zebrafish Models, Current Neuropharmacology 2022; 20 (3), Pages 550-559. Режим доступа: https://dx.doi.org/10.2174/1570159X19666210712153329
Exploring cns effects of american traditional medicines using zebrafish models. de Abreu M.S., Giacomini A.C.V.V., Petersen E.V., Rosemberg D.B., Costa F., Demin K.A., Kalueff A.V. Current Neuropharmacology. 2022; 20 (3), Pages 550-559. IF 7,363. Режим доступа: https://dx.doi.org/10.2174/1570159X19666210712153329
Bozhko, D. V., Myrov, V. O., Kolchanova, S. M., Polovian, A. I., Galumov, G. K., Demin, K. A., Zabegalov, K. N., Strekalova, T., de Abreu, M. S., Petersen, E. V., & Kalueff, A. V. (2022). Artificial intelligence-driven phenotyping of zebrafish psychoactive drug responses. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 112, [110405]. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2021.110405
On the value of zebrafish outbred strains in neurobehavioral research. de Abreu M.S., Kalueff A.V., Petersen E.V., Giacomini A.C.V.V., Demin K.A. Journal of Neuroinflammation. 2022, Т. 19.№ 1. IF 5,056. DOI: 10.1038/s41684-021-00891-z. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853478/
2021 год
Putative anxiolytic-like behavioral effects of acute paracetamol in adult zebrafish. Giacomini A.C.V.V., Scolari N., Marcon L., Bueno B.W., dos Santos B.E., de Abreu M.S., Demin K.A., Kalueff A.V. Behavioural Brain Research. 2021, 409. С. 113293. IF 3,332. DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113293 Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2021.113293
The role of auditory and vibration stimuli in zebrafish neurobehavioral models. Wang J., Wang D., Hu G., Yang L., Liu Z., Yan D., Serikuly N., Alpyshov E., Kalueff A.V., Demin K.A., Strekalova T., Gil Barcellos L.J., Barcellos H.H.A., Amstislavskaya T.G., de Abreu M.S. Behavioural Processes. 2021, Volume 193. С. 104505. IF 1,777. DOI: 10.1016/j.beproc.2021.104505. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.beproc.2021.104505
Decoding the role of zebrafish neuroglia in cns disease modeling. Zabegalov K.N., Wang D., Yang L.E., Wang J., Hu G., Serikuly N., Alpyshov E.T., Kalueff A.V., Khatsko S.L., Zhdanov A., Demin K.A., Galstyan D.S., de Abreu M.S., Strekalova T., Song C., Volgin A.D., Amstislavskaya T.G., Sysoev Y., Musienko P.E. Brain Research Bulletin. 2021. Volume 166, рр. 44-53. IF 4,077. DOI: 1016/j.brainresbull.2020.09.020. Режим доступа: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0361923020306420
Psychopharmacological characterization of an emerging drug of abuse, a synthetic opioid u-47700, in adult zebrafish. Kolesnikova T.O., Shevyrin V.A., Eltsov O.S., Khatsko S.L., Demin K.A., Galstyan D.S., de Abreu M.S., Kalueff A.V. Brain Research Bulletin. 2021, Volume 167, рр. 48-55. IF 4,077. DOI: 10.1016/j.brainresbull.2020.11.017. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2020.11.017
Studying cns effects of traditional chinese medicine using zebrafish models. Wang D., Hu G., Wang J., Yan D., Wang M., Yang L.E., Serikuly N., Alpyshov E., Kalueff A.V., Demin K.A., Galstyan D.S., Amstislavskaya T.G., de Abreu M.S. Journal of Ethnopharmacology. 2021, Volume 267. рр. 113383. IF 5,195. DOI: 10.1016/j.jep.2020.113383. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113383
Marchetto L, Barcellos LJG, Koakoski G, Soares SM, Pompermaier A, Maffi VC, Costa R, da Silva CG, Zorzi NR, Demin KA, Kalueff AV, de Alcantara Barcellos HH. Auditory environmental enrichment prevents anxiety-like behavior, but not cortisol responses, evoked by 24-h social isolation in zebrafish. Behav Brain Res. 2021 Apr 23; Volume 404:113169. IF 3,332 DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113169Doi: 10.1016/j.bbr.2021.113169. Epub 2021 Feb 9. PMID: 33577884. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2021.113169
Konstantin A. Demin, Alexander S. Taranov, Nikita P. Ilyin, Anton M. Lakstygal, Andrey D. Volgin, Murilo S. de Abreu, Tatyana Strekalova & Allan V. Kalueff (2021) Understanding neurobehavioral effects of acute and chronic stress in zebrafish, Stress, 24:1, 1-18, DOI: 10.1080/10253890.2020.1724948. Режим доступа: https://doi.org/10.1080/10253890.2020.1724948
Zabegalov, K. N., Wang, D., Yang, L. E., Wang, J., Hu, G., Serikuly, N., Alpyshov, E. T., Khatsko, S. L., Zhdanov, A., Demin, K. A., Galstyan, D. S., Volgin, A. D., de Abreu, M. S., Strekalova, T., Song, C., Amstislavskaya, T. G., Sysoev, Y., Musienko, P. E., & Kalueff, A. V. (2021). Decoding the role of zebrafish neuroglia in CNS disease modeling. Brain Research Bulletin, 166, 44-53. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2020.09.020
Demin, K. A., Kolesnikova, T. O., Galstyan, D. S., Krotova, N. A., Ilyin, N. P., Derzhavina, K. A., Levchenko, N. A., Strekalova, T., de Abreu, M. S., Petersen, E. V., Seredinskaya, M., Cherneyko, Y. V., Kositsyn, Y. M., Sorokin, D. V., Zabegalov, K. N., Mor, M. S., Efimova, E. V., & Kalueff, A. V. (2021). Modulation of behavioral and neurochemical responses of adult zebrafish by fluoxetine, eicosapentaenoic acid and lipopolysaccharide in the prolonged chronic unpredictable stress model. Scientific Reports, 11 (1), [14289]. Режим доступа: https://doi.org/10.1038/s41598-021-92422-6
Serikuly, N., Alpyshov, E.T., Wang, D., Wang, J., Yang, L., Hu, G., Yan, D., Demin, K.A., Kolesnikova, T.O., Galstyan, D. and Amstislavskaya, T.G., 2021. Effects of acute and chronic arecoline in adult zebrafish: Anxiolytic-like activity, elevated brain monoamines and the potential role of microglia. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, Volume 104, p.109977. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2020.109977
2020 год
Demin, K. A., Lakstygal, A. M., Krotova, N. A., Masharsky, A., Tagawa, N., Chernysh, M. V., Ilyin, N. P., Taranov, A. S., Galstyan, D. S., Derzhavina, K. A., Levchenko, N. A., Kolesnikova, T. O., Mor, M. S., Vasyutina, M. L., Efimova, E. V., Katolikova, N., Prjibelski, A. D., Gainetdinov, R. R., de Abreu, M. S., … Kalueff, A. V. (2020). Understanding complex dynamics of behavioral, neurochemical and transcriptomic changes induced by prolonged chronic unpredictable stress in zebrafish. Scientific Reports, 10 (1), [19981]. Режим доступа: https://doi.org/10.1038/s41598-020-75855-3
Yang, L., Wang, J., Wang, D., Hu, G., Liu, Z., Yan, D., Serikuly, N., Alpyshov, E. T., Demin, K. A., Strekalova, T., de Abreu, M. S., Song, C., & Kalueff, A. V. (2020). Delayed behavioral and genomic responses to acute combined stress in zebrafish, potentially relevant to PTSD and other stress-related disorders: Focus on neuroglia, neuroinflammation, apoptosis and epigenetic modulation. Behavioural Brain Research, 389, Article 112644. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2020.112644
Demin, K. A., Lakstygal, A. M., Chernysh, M. V., Krotova, N. A., Taranov, A. S., Ilyin, N. P., Seredinskaya, M. V., Tagawa, N., Savva, A. K., Mor, M. S., Vasyutina, M. L., Efimova, E. V., Kolesnikova, T. O., Gainetdinov, R. R., Strekalova, T., Amstislavskaya, T. G., de Abreu, M. S., & Kalueff, A. V. (2020). The zebrafish tail immobilization (ZTI) test as a new tool to assess stress-related behavior and a potential screen for drugs affecting despair-like states. Journal of Neuroscience Methods, 337, [108637]. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2020.108637
Wang, J., Wang, D., Hu, G., Yang, L. E., Yan, D., Wang, M., Serikuly, N., Alpyshov, E., Amstislavskaya, T. G., Demin, K. A., de Abreu, M. S., Zabegalov, K. N., & Kalueff, A. V. (2020). A new method for vibration-based neurophenotyping of zebrafish. Journal of Neuroscience Methods, 333, [108563]. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2019.108563
Wang, J., Li, Y., Lai, K., Zhong, Q., Demin, K.A., Kalueff, A.V. and Song, C., 2020. High-glucose/high-cholesterol diet in zebrafish evokes diabetic and affective pathogenesis: The role of peripheral and central inflammation, microglia and apoptosis. Progress in Neuro-Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. Volume 96, 10 January 2020, р.109752. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2019.109752
De Abreu, M.S., Genario, R., Giacomini, A.C., Demin, K.A., Lakstygal, A.M., Amstislavskaya, T.G., Fontana, B.D., Parker, M.O. and Kalueff, A.V., 2020. Zebrafish as a model of neurodevelopmental disorders. Neuroscience, 445, pp.3-11. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2019.08.034
Cheresiz, S.V., Volgin, A.D., Kokorina Evsyukova, A., Bashirzade, A.A., Demin, K.A., de Abreu, M.S., Amstislavskaya, T.G. and Kalueff, A.V., 2020. Understanding neurobehavioral genetics of zebrafish. Journal of neurogenetics, 34 (2), pp.203-215. Режим доступа: https://doi.org/10.1080/01677063.2019.1698565
Chapter 23 — Zebrafish Models for Stress Research. de Abreu M. S., Demin K. A., Amstislavskaya T. G., Strekalova T., Kalueff A. V. Stress: Genetics, Epigenetics and Genomics. 2021, Academic Press, 263-268. ISBN 978-0-12-813156-5. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813156-5.00024-8
Калуев Алан Валерьевич, руководитель группы
Email: Kaluev_AV@almazovcentre.ru
Тел.: +7 (812) 702-37-49 доб. 003072