Сравнительное исследование слуховой чувствительности крыс линии Wistar и крыс-гетерозигот со сниженной экспрессией гена транспортера дофамина DAT-1

Выполнено сравнительное исследование характеристик слуховой чувствительности интактных крыс линии Wistar и крыс-гетерозигот трансгенной линии DAT-het (dopamine transporter heterozygous) со сниженным уровнем экспрессии гена Slc6a3, кодирующего дофаминовый транспортер обратного захвата 1 (dopamine transporter 1, DAT-1), представляющих собой экспериментальную модель патологии системы дофаминергических нейронов (синдром дефицита внимания и гиперактивности). В ходе работы анализировали амплитудные и временные параметры коротколатентных стволовых слуховых вызванных потенциалов, зарегистрированных у крыс обеих линий при действии парных щелчков и одиночных тональных сигналов. Характеристики слуховой чувствительности крыс линий Wistar и DAT-het были сходными, но, тем не менее, сравнительный анализ амплитуд волн коротколатентных стволовых слуховых вызванных потенциалов выявил значимо бóльшую амплитуду волны 1 у крыс линии DAT-het. Полученные данные позволяют предположить, что гетерозиготы DAT-het отличаются от крыс с нормально функционирующим транспортером обратного захвата дофамина DAT-1 повышенным уровнем дофаминергической передачи сигнала, сопряженной с активацией D1-рецепторов, локализованных в мембранах нейронов спирального ганглия улитки внутреннего уха.

1. Hirsch E.C., Hunot S., Faucheux B., Agid Y., Mizuno Y., Mochizuki H., Tatton W., Tatton N., Olanow W. Dopaminergic neurons degenerate by apoptosis in Parkinson’s disease. Mov Disord. 1999;14(2):383–385.

2. Viggiano D., Vallone D., Ruocco L.A., Sadile A.G. Behavioural, pharmacological, morpho-functional molecular studies reveal a hyperfunctioning mesocortical dopamine system in an animal model of attention deficit and hyperactivity disorder. Neurosci Biobehav. Revs. 2003; 27(7):683–689.

3. Mehler-Wex C., Riederer P., Gerlach M. Dopaminergic dysbalance in distinct basal ganglia neurocircuits: implications for the pathophysiology of Parkinson’s disease, schizophrenia and attention deficit hyperactivity disorder. Neurotox Res. 2006;10(3–4):167–179.

4. Zhou Z., Yan Y., Gu H., Sun R., Liao Z. Dopamine in the prefrontal cortex plays multiple roles in the executive function of patients with Parkinson’s disease. Neural Regenerat. Res. 2024;19(8):1759–1767.

5. Soleimani R., Jalali M.M., Faghih H.A. Comparing the prevalence of attention deficit hyperactivity disorder in hearing-impaired children with normal-hearing peers. Arch. Pediatr. 2020;27(8):432–435.

6. Tsur N., Zloof Y., Rittblat M., Reuven Y., Simchoni M., Derazne E., Yitzchaki Z., Adler L., Shlaifer A., Manuva O., Beer Z. Hearing impairment and severe attention deficit/hyperactivity disorder: A nationwide study. Otol Neurotol. 2024;45(3):e142-e146.

7. Leo D., Gainetdinov R.R. Transgenic mouse models for ADHD. Cell Tissue Res. 2013;354(1):259–271.

8. Rahi V., Kumar P. Animal models of attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD). Interntnl. J. Develop. Neurosci. 2021;81(2):107–124.

9. Regan S.L., Hufgard J.R., Pitzer E.M., Sugimoto C., Hu Y.C., Williams M.T., Vorhees C.V. Knockout of latrophilin-3 in Sprague-Dawley rats causes hyperactivity, hyper-reactivity, under-response to amphetamine, and disrupted dopamine markers. Neurobiol. Disease. 2019;130:104494.

10. Regan S.L., Williams M.T., Vorhees C.V. Review of rodent models of attention deficit hyperactivity disorder. Neurosci. Biobehav. Revs. 2022;132:621–637.

11. Gainetdinov R.R., Jones S.R., Caron M.G. Functional hyperdopaminergia in dopamine transporter knockout mice. Biol. Psychiatry. 1999;46(3):303–311.

12. Shen H.-W., Hagino Y., Kobayashi H., Shinohara-Tanaka K., Ikeda K., Yamamoto H., Yamamoto T., Lesch K.-P., Murphy D.L., Hall F.S., Uhl G.R., Sora I. Regional differences in extracellular dopamine and serotonin assessed by in vivo microdialysis in mice lacking dopamine and/or serotonin transporters. Neuropsychopharmacol. 2004;29(10):1790–1799.

13. Leo D., Sukhanov I., Zoratto F., Illiano P., Caffino L. et al. Pronounced hyperactivity, cognitive dysfunctions, and BDNF dysregulation in dopamine transporter knock-out rats. J. Neurosci. 2018;38(8):1959–1972.

14. Lloyd J.T., Yee A.G., Kalligappa P.K., Jabed A., Cheung P.Yu., Todd K.L., Karunasinghe R.N., Vlajkovic S.M., Freestone P.S., Lipski J. Dopamine dysregulation and altered responses to drugs affecting dopaminergic transmission in a new dopamine transporter knockout (DAT-KO) rat model. Neuroscience. 2022;491:43–64.

15. Lev A., Sohmer H. Sources of averaged neural responses recorded in animal and human subjects during cochlear audiometry (electro-cochleogram). Arch. Klin. Exp. Ohren. Nasen. Kehlkopfheilkd. 1972;201(2):79–90.

16. Chiappa K.H., Gladstone K.J., Young R.R. Brain stem auditory evoked responses: studies of waveform variations in 50 normal human subjects. Arch. Neurol. 1979;36(2):81–87.

17. Church M.W., Jen K.L.C., Stafferton T., Hotra J.W., Adams B.R. Reduced auditory acuity in rat pups from excess and deficient omega-3 fatty acid consumption by the mother. Neurotoxicol. Teratol. 2007;29(2):203–210.

18. Alvarado J.C., Fuentes-Santamaría V., Jareno-Flores T., Blanco J.L., Juiz J.M. Normal variations in the morphology of auditory brainstem response (ABR) waveforms: a study in Wistar rats. Neurosci. Res. 2012;73(4):302–311.

19. Jafarzadeh S, Pourbakht A. Morphology variations of click-evoked auditory brainstem response with low and high rate stimuli in rat. Aud. Vestib. Res. 2018;28(1):22–27.

20. Adinolfi A., Zelli S., Leo D., Carbone C., Mus L., Illiano P., Alleva E., Gainetdinov R.R., Adriani W. Behavioral characterization of DAT-KO rats and evidence of asocial-like phenotypes in DAT-HET rats: The potential involvement of norepinephrine system. Behav Brain Res. 2019;359:516–527.

21. Niu X., Canlon B. The signal transduction pathway for the dopamine D1 receptor in the guinea-pig cochlea. Neuroscience. 2006;137(3):981–990.

22. Darrow K.N., Simons E.J., Dodds L., Liberman M.C. Dopaminergic innervation of the mouse inner ear: evidence for a separate cytochemical group of cochlear efferent fibers. J. Comp. Neurol. 2006;498(3):403–414.

23. Maison S.F., Liu X.P., Eatock R.A., Sibley D.R., Grandy D.K., Liberman M.C. Dopaminergic signaling in the cochlea: receptor expression patterns and deletion phenotypes. J. Neurosci. 2012;32(1):344–355.

24. Le Prell C.G., Halsey K., Hughes L.F., Dolan D.F., Bledsoe S.C. Disruption of lateral olivocochlear neurons via a dopaminergic neurotoxin depresses sound-evoked auditory nerve activity. J. Assoc. Res. Otolaryngol. 2005;6(1):48–62.

25. Wu J.S., Yi E., Manca M., Javaid H., Lauer A.M., Glowatzki E. Sound exposure dynamically induces dopamine synthesis in cholinergic LOC efferents for feedback to auditory nerve fibers. Elife. 2020;9:e52419.

26. Kitcher S.R., Pederson A.M., Weisz C.J. Diverse identities and sites of action of cochlear neurotransmitters. Hear. Res. 2022;419:e.108278.

27. Sanna F., Bratzu J., Serra M.P., Leo D., Quartu M., Boi M., Espinoza S., Gainetdinov R.R., Rosaria Melis M., Argiolas A. Altered sexual behavior in dopamine transporter (DAT) knockout male rats: a behavioral, neurochemical and intracerebral microdialysis study. Frontiers Behav. Neurosci. 2020;14:58.

28. Valdés-Baizabal C., Carbajal G.V., Pérez-González D., Malmierca, M.S. Dopamine modulates subcortical responses to surprising sounds. PLoS Biol. 2020;18(6):e3000744.