Депрессия является одной из важнейших проблем здравоохранения как в России, так и во всем мире. Серотониновая система модулирует реакцию на острый стресс и участвует как в этиологии депрессивных и тревожных расстройств, так и в ответе на их лечение. Существует гипотеза о роли нескольких типов серотониновых рецепторов, в частности 5-HT1A и 5-HT2, в реализации эффектов, вызываемых серотонином. Эти данные согласуются со сведениями об участии серотониновых рецепторов в определенных аспектах развития нейронов, таких как рост нейритов, регуляция соматической морфологии, подвижности аксонального конуса роста и формы дендритных шипиков, помимо классической роли серотонина в качестве нейротрансмиттера. Менее изучена роль других типов серотониновых рецепторов в развитии депрессивных расстройств, в частности рецепторов 5-HT4R. В последнее время большое внимание уделяется положительному воздействию активации 5-HT4R на обучение и память, поскольку дефицит когнитивных функций часто связан с беспокойством, депрессией, а также с развитием нейродегенеративных заболеваний, такими как болезнь Альцгеймера.

Нами была создана пространственно-временная карта экспрессии 5-HT4R рецепторов в тканях головного мозга мышей линии C57BL/6. С помощью ПЦР в реальном времени был оценен уровень экспрессии 5-HT4R в коре больших полушарий, мозжечке и гиппокампе мышей в возрасте P1, P5, P15, P30, 4-12 месяцев, 18 месяцев и 22-24 месяца. Показано, что уровень экспрессии 5-HT4R в коре больших полушарий возрастает начиная с P5 до 1 года, после чего начинает необратимо снижаться. Аналогичная динамика экспрессии серотониновых рецепторов 4 типа наблюдается в мозжечке. В гиппокампе необратимое снижение экспрессии 5-HT4R происходит начиная с 6 месяцев.

Сравнение уровня экспрессии 5-HT4R в различных отделах мозга показало, что для периода новорожденности (Р5) наиболее высокий уровень экспрессии 5-HT4R выявлен в мозжечке (в 3,1 раза выше, чем в коре больших полушарий). В период фертильности (с Р15 и до 6 месяцев) наибольший уровень экспрессии 5-HT4R регистрируется в гиппокампе. В возрасте 12 месяцев 5-HT4R экспрессируются во всех исследованных отделах мозга на одинаковом уровне. У пожилых животных от 18 месяцев и старше экспрессия 5-HT4R в мозжечке значительно снижается по сравнению с корой и гиппокампом.

Работа выполнена в рамках проекта РНФ 22-15-00178.

Depression is one of the major concerns in Public Health in Russia and around the world. The serotonin system modulates the acute stress response, and has been implicated in both the etiology of depression and anxiety as well as the response to treatment. Several serotonin receptors, including 5-HT1A and 5-HT2 have been proposed to modulate morphogenic events elicited by serotonin. These findings are in agreement with observations of 5-HT involvement in certain aspects of neural development, such as neurite outgrowth, regulation of somatic morphology, growth cone motility, and control of dendritic spine shape, in addition to its classical role as a neurotransmitter.

However, little is known about the role of other types of serotonin receptors in the development of depressive disorders, in particular 5-HT4R receptors. Much attention has recently focused on the 5-HT4R’s positive effects on learning and memory, since deficits in these cognitive functions are often associated with anxiety, depression as well as neurodegenerative diseases, such as Alzheimer’s disease.

We have created a spatio-temporal map of 5-HT4R receptors expression in the brain of C57BL/6 mice. The level of 5-HT4R expression was studied in the cortex, cerebellum, and hippocampus at various developmental stages (P5, P15, P30, 6 months, 12 months, 18 months, and 22-24 months was assessed by RT-PCR.

It has been shown that the level of 5-HT4R expression in the cerebral cortex increases from P5 to 1 year, as in the cerebellum, and at 18 months it begins to irreversibly decrease. In the hippocampus, an irreversible decrease in 5-HT4R expression occurs starting at 6 months of age. Comparison of the 5-HT4R expression level in different parts of the brain showed that for the neonatal period (P5) the maximum level of 5-HT4R expression was found in the cerebellum (3.1 times higher than in the cortex). During the period of fertility (from P15 to 6 months), the highest level of 5-HT4R expression was in the hippocampus. At the age of 12 months, 5-HT4R is expressed at the same level in all studied brain regions. In elderly animals aged 18 months or older, 5-HT4R expression in the cerebellum is significantly reduced compared to the cortex and hippocampus.

This work was supported by Russian Science Foundation project 22-15-00178.