ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ TRP ИОННЫХ КАНАЛОВ В ФУНКЦИОНАЛЬНО РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛАХ ГИПОТАЛАМУСА

ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ TRP ИОННЫХ КАНАЛОВ В 

ФУНКЦИОНАЛЬНО РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛАХ ГИПОТАЛАМУСА

А.А. Тужикова, И.П. Воронова, Т.В. Козырева

Лаборатория термофизиологии (зав. - д.б.н., проф., Т.В. Козырева) 

НИИФФМ, Новосибирск

a.a.tuzhikova@physiol.ru Тужикова А.А.

Впервые 
проведено 
сравнительное 
исследование 
экспрессии 
генов 

термочувствительных TRP
ионных каналов в функционально различных 

отделах гипоталамуса у теплокровных животных – крыс. Показано, что гены 
6 термочувствительных TRP ионных каналов (Trpа1, Trpm8, Trpv1, Trpv2, 
Trpv3 и Trpv4) по-разному экспрессируются в переднем и заднем отделах 
гипоталамуса. В переднем термодетекторном отделе гипоталамуса повышена 
экспрессия гена холодочувствительного ионного канала TRPМ8, тогда как в 
заднем интегративном отделе наблюдается повышенная экспрессия гена 
теплочувствительного TRPV1 и воспринимающего болевые температурные 
раздражения TRPА1 ионных каналов. 
Ключевые слова:
термочувствительные TRP
ионные каналы, экспрессия 

генов, гипоталамус.

Центральным 
звеном 
системы 
терморегуляции, 
обеспечивающей 

температурный режим всех химических реакций, протекающих в живом 
организме, является гипоталамус. Гипоталамус не является структурой 
однородной, его передняя (термодетекторная) и задняя (интегративная) 
части функционально различны. Показано, что его нейроны обладают 
собственной 
температурной 
чувствительностью. 
Различие 
в 

термочувствительности нейронов гипоталамуса может быть связано с 
количеством и распределением на поверхности их мембраны тех или иных 
термочувствительных ионных каналов, что в свою очередь должно найти 
отражение в изменении экспрессии генов этих каналов. 

В настоящее время предполагают, что первичными детекторами изменений 

температуры у теплокровных животных являются термочувствительные TRP 
ионные каналы. Наиболее признанными считаются: 2 холодочувствительных, 
активирующихся при понижении температуры: ниже 17°С –
TRPА1, и ниже 

28°С –
TRPМ8; а также 4 теплочувствительных, активирующихся при 

повышении температуры: TRPV1 – от 42°С и выше, TRPV2 – от 52°С и выше, 
TRPV3 – в диапазоне 31-39°С, и TRPV4 – от 25 до 42°С [1]. 

Целью работы являлось выяснение особенностей экспрессии генов 

термочувствительных TRP
ионных каналов в функционально различных 

отделах гипоталамуса крыс.
Методика исследования. Работа выполнена на самцах крыс линии WAG
(Wistar Albino Glaxo) (n=10). Содержание экспериментальных животных и 
все процедуры были выполнены в соответствии с международными правилами 
обращения с животными от 24 ноября 1986 (86/609/EEC).

Экспрессию генов определяли количественным методом ОТ-ПЦР, подробно 

описанным ранее [2, 3] и выражали в количестве копий на 100 копий гена 
«домашнего хозяйства» - пептидил-пролил цис-транс изомеразы А (Ppia). 
Статистическую обработку проводили с применением t-критерия Стьюдента. 
Данные представлены как M±m. 
Результаты исследования. Было обнаружено, что гены теплочувствительных 

и холодочувствительных TRP
ионных каналов экспрессируются как в 

переднем, так и заднем отделах гипоталамуса. Для экспрессии генов 
Trpv2, Trpv3 и Trpv4 не обнаружено зависимости от отдела гипоталамуса. 
Уровень мРНК их генов составлял 48.7±2.21 и 45.9±2.86, 0.7±0.15 и 
0.9±0.06, 0.16±0.03 и 0.17±0.02
копий/100 копий Ppia
в переднем и 

заднем отделах гипоталамуса, соответственно.
Уровень мРНК 
Trpv2

значительно 
превышает 
экспрессию 
других 
генов, 
что 
может 
быть 

обусловлено участием TRPV2 в поддержании жизненно важных функций 
клетки.

Для Trpа1
и Trpv1 наблюдается зависимость экспрессии от отдела 

гипоталамуса. Уровень мРНК этих генов в заднем отделе превышает этот 
показатель в переднем (р<0,001) и составляет 0.96±0.09 и 0.2±0.06 
копий/100 копий Ppia для Trpа1 и 4.9±0.24 и 1.1±0.24 копий/100 копий 
Ppia для Trpv1,
соответственно. Для Trpm8
также показана зависимость 

экспрессии от отдела гипоталамуса, но отличная от Trpv1
и Trpа1. В 

переднем отделе уровень мРНК Trpm8 втрое выше (р<0,001), чем в заднем и 
составляет 0.9±0.09
и 0.3±0.08
копий/100 копий Ppia, соответственно. 

Отметим, что помимо наших результатов, данные литературы о наличие 
термочувствительных TRP ионных каналов в гипоталамусе и о распределении 
их по его отделам практически отсутствуют.  

Таким образом, впервые показано, что гены 6 термочувствительных TRP

ионных каналов экспрессируются как в переднем, так и заднем отделах 
гипоталамуса. Обнаруженные различия свидетельствуют о более высокой 
активности гена холодочувствительного ионного канала TRPМ8 в переднем 
гипоталамусе, тогда как в заднем гипоталамусе наблюдается повышенная 
активность генов теплочувствительного TRPV1 и воспринимающего болевые 
холодовые раздражения TRPА1 ионного канала. 
Работа поддержана грантом РФФИ № 14-04-00700. 
Литература.
1.Jordt S.E., McKemy D.D., Julius D. // Curr Opin Neurobiol. 2003. Vol.
13, N 4. P. 487-492. 
2.Voronova I.P., Kulikov A.V., Popova N.K., Kozyreva T.V. // J. Thermal 
Biol. 2007. Vol. 32. P. 188-192.
3.Voronova I.P., Tuzhikova A.A., Kozyreva T.V. // Ross. Fiziol. Zh. Im. 
I. M. Sechenova. 2012. N 9. P. 1101-1110.

GENE EXPRESSION OF THERMOSENSITIVE TPR ION CHANNELS IN THE 

FUNCTIONALLY DIFFERENT REGIONS OF HYPOTHALAMUS

A.A. Tuzhikova, I.P. Voronova, T.V. Kozyreva

Department of Thermophysiology (Prof., DSci., T.V. Kozyreva), 

Scientific Research Institute of Physiology and Basic Medicine, 

Novosibirsk

a.a.tuzhikova@physiol.ru Tuzhikova A.A.

For the first time, it was done a comparative study of thermosensitive 
TRP ion channel gene expression in functionally different regions of 
the hypothalamus in warm-blooded animals (rats). The genes of 
thermosensitive TPR ion channels (Trpа1, Trpm8, Trpv1, Trpv2, Trpv3 and 

Trpv4)
are differentially expressed in the anterior and posterior 

hypothalamus. Gene expression of cold-sensitive ion channel TRPM8 was 
higher in the anterior hypothalamus (thermosensitive region), whereas 
in posterior hypothalamus (integrative region) it was observed 
increased activity of genes of warm-sensitive TRPV1 and perceiving pain 
cold-irritation TRPA1 ion channels.
Key words: thermosensitive TRP ion channels, gene expression, anterior 
and posterior hypothalamus.

Hypothalamus is the center of the thermoregulatory system, which 

provides temperature control of all chemical reactions occurring in a 
living organism. The hypothalamus is not a homogeneous structure, its 
anterior 
(thermosensor) 
and 
posterior 
(integrative) 
parts 
are 

functionally distinct. Hypothalamic neurons have their own temperature 
sensitivity. The thermal sensitivity of hypothalamic neurons can be 
different due to various amount and density of the thermosensitive ion 
channels
in cell membrane which, in turn, may be determined by the 

activity of their genes.

It is currently believed that thermosensitive TRP ion channels are 

the primary detectors of temperature changes in homeotherms. The most 
recognized TRP channels are: 2 cold-sensitive TRPA1, TRPM8 and 4 

warm-sensitive - TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4. The temperature below 17°С 
is perceived by TRPА1, below 28°С –
by TRPМ8. TRPV4 ion channel is 

activated in the temperature range of 25-42°C, TRPV3 - in the range of 
31-39°С, TRPV1 at 42°С and higher temperatures, and TRPV2 at 52°С and 
higher temperatures [1].

The aim of the present work was to assess the expression of 

thermosensitive TRP ion channels genes in functionally different parts 
of the hypothalamus (anterior and posterior).
Methods.

Male WAG (Wistar Albino Glaxo) rats (n=10) were used throughout. All 

experimental 
procedures 
were 
in 
compliance 
with 
the 
European 

Communities Council Directive of November 24, 1986(86/609/EEC). 

The expression of the TRP ion channel genes was assayed by 

quantitative RT-PCR, as described in detail previously [2, 3]. 
Expression of the TRP ion channel genes was presented as a number of 
TRP ion channel cDNA copies per 100 copies of respective Ppia
(peptidyl-prolyl cis-trans isomerase A) cDNA copies (copies/100 Ppia
copies). Student’s “t” test was used to analyze the data. The data are 
presented as means ± S.E.M.
Results.

It was found that genes of the warm sensitive and the cold sensitive 

TRP ion channels were expressed in both anterior and posterior 
hypothalamus. For the Trpv2, Trpv3 and Trpv4 gene expression, it was 
not found a dependence on the parts of hypothalamus. The levels of 
messenger RNA of these genes for anterior and posterior hypothalamus 
were: 48.7±2.21 and 45.9±2.86; 0.7±0.15 and 0.9±0.06; 0.16±0.03 and 
0.17±0.02 copies/100 Ppia
copies, respectively. The level of Trpv2

expression 
was 
much 
higher 
than 
that 
of 
all 
other 
examined 

thermosensitive TRP ion channels. That may be due to involvement TRPV2 
in the vital processes of cells.

For Trpv1 and Trpa1 gene expression it was observed the dependence 

from the parts of the hypothalamus. The level of mRNA of these genes in 
the posterior hypothalamus was higher than that in the anterior and was 
0.96±0.09 and 0.2±0.06 copies/100 Ppia copies for Trpa1 (р<0,001) and 
4.9±0.24 and 1.1±0.24 copies/100 Ppia
copies for Trpv1
(р<0,001), 

respectively. The Trpm8 gene expression also depends on the part of the 
hypothalamus. In the anterior hypothalamus, the level of Trpm8 mRNA was 
three times higher than in the
posterior (0.9±0.09 and 0.3±0.08 

copies/100 Ppia
copies, respectively; р<0,001). To note, that apart 

from our results, the data on the distribution of the thermosensitive 
TRP ion channels in the hypothalamus are virtually absent.

Thus, it was first shown that genes of 6 thermosensitive TRP ion 

channels are differently expressed in the anterior and posterior 
hypothalamus. The differences indicate the higher activity of the coldsensitive TRPM8 ion channel gene in the anterior hypothalamus. While in 
posterior hypothalamus it was observed the increased activity of genes 
for such ion channels as warm-sensitive TRPV1 and the perceiving pain 
cold-irritation TRPA1.
Work is supported by the RFBR (grant № 14-04-00700)
References.
1.
Jordt S.E., McKemy D.D., Julius D. // Curr Opin Neurobiol. 2003. 

Vol. 13, N 4. P. 487-492. 
2.
Voronova I.P., Kulikov A.V., Popova N.K., Kozyreva T.V. // J. 

Thermal Biol. 2007. Vol. 32. P. 188-192.
3.
Voronova I.P., Tuzhikova A.A., Kozyreva T.V. // Ross. Fiziol. Zh. 

Im. I. M. Sechenova. 2012. N 9. P. 1101-1110.
DOI:10.12737/12472

МИКРОДИАЛИЗНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙРОХИМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ 

СТРЕССА НА ФОНЕ ИММУНИЗАЦИИ

КОНЬЮГАТАМИ ГЛУТАМАТА И ДОФАМИНА С БСА

А.Е. Умрюхин1,2, И.А. Шафаревич1

1 ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России

2 ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина

alum1@yandex.ru

В работе приведены результаты опытов по изучению гиппокампального 

профиля 
ГАМК, 
глутамата, 
дофамина 
и 
норадреналина 
в 
динамике 

иммобилизационной стрессорной нагрузки и постстрессорного периода у 
поведенчески активных и пассивных крыс на фоне иммунизации крыс 
коньюгатами глутамата и дофамина с БСА. 
Ключевые слова:
теория функциональных систем, стресс, микродиализ, 

иммунизация, 
глутамат, 
ГАМК, 
дофамин, 
норадреналин, 
дорсальный 

гиппокамп

В соответствии с представлениями теории функциональных систем П.К. 

Анохина, получившей развитие в научной школе К.В. Судакова, достижение 
необходимого 
организму 
социального 
или 
биологического 
результата 

выступает 
системообразующим 
фактором, 
организующим 
включение 
и