ЕКСПРЕСІЯ ГЕНА c-fos У ВЕЛИКОКЛІТИННИХ ЯДРАХ ГІПОТАЛАМУСА ЩУРІВ ЗА МОДИФІКАЦІЙ ФОТОПЕРІОДУ

І.В. Федоряк

doi:10.24061/2413-0737.30.1.117.2026.8

Автор(и)

І.В. Федоряк аспірант кафедри медичної біології та генетики Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24061/2413-0737.30.1.117.2026.8

Ключові слова:

ген c-fos; білок c-Fos; пришлуночкове ядро; гіпоталамус; постійне освітлення; світлова депривація

Анотація

Мета роботи - з’ясувати динаміку експресії гена c-fos у медіальних дрібноклітинних суб’ядрах пришлуночкового ядра гіпоталамуса щурів за модифікацій фотоперіоду.
Матеріал і методи. Експериментальні дослідження проведено на самцях білих щурів, яких розподілено на три групи (у кожній по дві підгрупи). Тварин утримували 14 діб за умов: 1-ї групи – стандартного режиму освітлення 12.00С:12.00Т; 2-ї групи – тривалої експозиції світлом 24.00С:00Т (світловий стрес – LL); 3-ї групи – постійної темряви 00С:24.00Т (світлова депривація – DD). Дослідження проводили о 14.00 та 02.00 год. З метою ідентифікації c-Fos у гістологічних зрізах переднього гіпоталамуса тварин використовували метод непрямої імунофлуоресценції. Для встановлення вірогідності відмінностей значень використовували критерій Стьюдента (t).
Результати. В умовах режиму освітлення 12.00С:12.00Т у медіальних дрібноклітинних суб’ядрах пришлуночкового ядра гіпоталамуса щурів зареєстровано зростання показника інтенсивності флуоресценції матеріалу, імунореактивного до с-Fos о 02.00 год, порівняно з 14.00 год. У денний період спостереження інтенсивність флуоресценції матеріалу, імунореактивного до с-Fos перебувала на рівні 26,34 ± 1,510 мкм2, а вночі зростала. Зміни тривалості світлового режиму спричинили зміщення інтенсивності флуоресценції у у медіальних дрібноклітинних суб’ядрах пришлуночкового ядра гіпоталамуса з нічного на денний проміжок. Встановлено найбільші показники щільності розташування с-Fos-позитивних нейронів у досліджуваних суб’ядрах гіпоталамуса щурів, яких утримували за режимів освітлення – 12.00С:12.00Т та 00С:24.00Т о 02.00 год спостереження, а при світловому стресі (24.00С:00Т), навпаки.
Висновки.1. Експресія продукту активності гена «надранньої відповіді» c-fos – білка c-Fos – характеризується ритмічністю у медіальних дрібно-клітинних суб’ядрах пришлуночкового ядра гіпоталамуса щурів. 2. Продукція білка c-Fos зазнає найбільш істотних змін за умов світлової депривації. Зокрема, індекс концентрації вказаного протеїну у денний проміжок експерименту становив 0,543±0,0128Оіф і був вірогідно вищим від контрольних показників.

Посилання

Drogovoz SM, Derymedvid’ LV, Seredyns’ka NM, Luk’yanchyuk VD, Shtroblya MV, Panfilova AL, et al. Circadian Rhythms: Physiological and Pathophysiological Aspects. 2024;54:175-81. Neurophysiology. DOI: 10.1007/s11062-024-09949-3.

Beauchamp MT, Lundgren JD. A systematic review of bright light therapy for eating disorders. Prim Care Companion CNS Disord. 2016;18(5). DOI: 10.4088/PCC.16r02008.

Tähkämö L, Partonen T, Pesonen AK. Systematic review of light exposure impact on human circadian rhythm. Chronobiol Int. 2019;36(2):151-70. DOI: 10.1080/07420528.2018.1527773.

Ota SM, Kong X, Hut R, Suchecki D, Meerlo P. The impact of stress and stress hormones on endogenous clocks and circadian rhythms. Front Neuroendocrinol. 2021;63:100931. DOI: 10.1016/j.yfrne.2021.100931.

Begemann K, Neumann AM, Oster H. Regulation and function of extra-SCN circadian oscillators in the brain. Acta Physiol (Oxf). 2020;229:e13446. DOI: 10.1111/ apha.13446.

Grzęda E, Ziarniak K, Sliwowska JH. The paraventricular nucleus of the hypothalamus – the concertmaster of autonomic control. Focus on blood pressure regulation. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2023;83(1):34-44. DOI: 10.55782/ane-2023-004.

Chen D, Zhang T, Lee TH. Cellular Mechanisms of Melatonin: Insight from Neurodegenerative Diseases. Biomolecules. 2020;10(8):1158. DOI: 10.3390/biom10081158.

Cai ZJ. Hypothalamic aging and hormones. Vitam Horm. 2021;115:15-37. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.vh.2020.12.002

Asefy Z, Khusro A, Mammadova S, Hoseinnejhad S, Eftekhari A, Alghamdi S, et al. Melatonin hormone as a therapeutic weapon against neurodegenerative diseases. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2021;67(3):99-106. DOI: 10.14715/cmb/2021.67.3.13.

Wu H, Dunnett S, Ho YS, Chang RC. The role of sleep deprivation and circadian rhythm disruption as risk factors of Alzheimer's disease. Front Neuroen docrinol. 2019;54:100764. DOI: 10.1016/j.yfrne.2019.100764.

Kalsbeek A, Buijs RM. Organization of the neuroendocrine and autonomic hypothalamic paraventricular nucleus. Handb Clin Neurol 2021;180:45-63. DOI: 10.1016/B978-0-12-820107-7.00004-5.

Yan M, Lv X, Zhang S, Song Z, Hu B, Qing X, et al. Alleviation of inflammation in paraventricular nucleus and sympathetic outflow by melatonin efficiently repairs endplate porosities and attenuates spinal hyperalgesia. Int Immunopharmacol. 2025;149:114213. DOI: 10.1016/j.intimp.2025.114213.

Qin C, Li J, Tang K. The Paraventricular Nucleus of the Hypothalamus: Development, Function, and Human Diseases. Endocrinology. 2018;159(9):3458-72. DOI: 10.1210/en.2018-00453.

Sasaki R, Asami T, Takaishi M, Nakamura R, Roppongi T, Yoshimi A, et al. Smaller hypothalamic subregion with paraventricular nucleus in patients with panic disorder. Brain Imaging Behav. 2024;18(4):701-9. DOI: 10.1007/s11682-023-00834-x.

Stanford SC. Recent developments in research of melatonin and its potential therapeutic applications. Br J Pharmacol. 2018;175(16):3187-9. DOI: 10.1111/bph.14371.

Luyck K, Scheyltjens I, Nuttin B, Arckens L, Luyten L. c-Fos expression following context conditioning and deep brain stimulation in the bed nucleus of the stria terminalis in rats. Sci Rep. 2020;10(1):20529. DOI: 10.1038/s41598-020-77603-z.

Li Y, Du S, Sun J, Guo X, Zhang Q, Fan P, et al. C-Fos protein expression in the mouse brain: effects of nicotine aerosol. Toxicol Appl Pharmacol. 2025;505:117588. DOI: 10.1016/j.taap.2025.117588.