Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН показали, что у самцов мышей, 20 дней находившихся в условиях постоянных конфликтов с враждебно настроенными представителями своего же вида, в различных отделах мозга повышается или снижается экспрессия генов семейства коллагена. Это приводит к изменениям в строении внеклеточного матрикса между нейронами, в результате чего поведение грызунов тоже меняется. Описываемое исследование — первое, в котором выявлены изменения строения внеклеточного матрикса при интенсивном давлении со стороны «социума». С текстом научной статьи можно ознакомиться на сервере биологических препринтов biorXiv.

Коллаген — один из главных белков внеклеточного матрикса (ВКМ). Также он входит в состав волос и ногтей. У этого белка существует около 30 разновидностей, и каждая из них кодируется собственным геном, отсюда понятие «гены семейства коллагена». Внеклеточный матрикс — это смесь сложных белков и углеводов, в которую погружены клетки различных видов. ВКМ поддерживает их, а также служит «рельсами» при миграции нервных клеток во время эмбрионального развития.

Известно, что мутации в некоторых генах семейства коллагена приводят к нарушениям развития нервной системы. Так же известно, что регулярные стычки с другими особями провоцируют у самцов мышей состояние, похожее на депрессию. Особенно явно это выражено у тех грызунов, которые постоянно проигрывают в драках. У выигрывающих самцов развивается повышенная, неадекватная обстановке агрессивность. Исходя из этих вводных исследователи решили выяснить, существует ли связь побед и поражений отдельно взятого самца мыши и состояние коллагена внеклеточного матрикса в его головном мозге.

Для этого они сформировали пары грызунов одинаковой массы в возрасте 10−12 недель. Каждую такую пару посадили в отдельную клетку с прозрачной перегородкой посередине. Через нее мыши могли видеть, слышать и нюхать друг друга, но она мешала им вступить в драку. После двух-трех дней, в течение которых грызуны привыкали к новому жилищу, перегородку поднимали на 10 минут. В это время самцы выясняли отношения, преследуя друг друга и кусаясь.

В тот же день после нескольких таких «сеансов общения» становилось понятно, кто из самцов доминирует и побеждает в стычках, а кто постоянно терпит поражение и не нападает, а только защищается. После этого ученые меняли состав пар: проигравшего пересаживали в клетку, где жил незнакомый победитель. Чаще всего статус особей в новых комбинациях самцов не менялся: бывший проигравший так и оставался терпящим поражения, а бывший победитель превосходил очередного соперника.

Поднятие перегородки для начала драки и пересаживание повторяли каждые сутки в течение 20 дней. Как и в предыдущих исследованиях, доминантные самцы становились излишне агрессивными, а у подчиненных особей развивалось подобие депрессии. Кроме победителей и проигравших была и контрольная группа грызунов того же возраста, не вступавших в драки в эти 20 дней.

На 21-й день мышей умерщвляли, вынимали из них мозг и анализировали экспрессию (работу) генов семейства коллагена в различных его участках. Оказалось, что она ослаблена в гиппокампе самцов-«вечно проигравших» и усилена в стриатуме и гипоталамусе самцов-победителей. У представителей обоих групп гены коллагена в вентральной тегменталной области мозга были менее активны, чем у грызунов из контрольной группы.

Каким конкретно нейрохимическим событиям в головном мозге мышей такие изменения соответствуют, пока невозможно сказать, как и предположить порядок этих событий. Однако авторы четко показали, что после долгого пребывания мышей в ненормальной социальной обстановке у них нарушается выработка основного белка ВКМ. Почти наверняка это один из факторов, изменяющих их поведение.