НИЛ экспериментальной нейробиологии
НИЛ Экспериментальной нейробиологии была сформирована в 2026 году на базе Научно-исследовательской группы нейробиологии – подразделения НМИЦ им. В. А. Алмазова, работа которого была сконцентрирована на исследованиях, посвященным изучению психических и неврологических заболеваний. С 2017 по 2026 г. НИГ возглавлял профессор Алан Валерьевич Калуев.
5 мая 2022 года на заседании конкурсной комиссии были подведены итоги конкурса научных подразделений на звание «Лучшее подразделение Центра Алмазова по научной работе». В номинации «Лучшее научно-исследовательское подразделение Центра Алмазова по научной работе» НИГ нейробиологии заняли первое место.
Основные направления научной деятельности:
- Моделирование стресс-ассоциированных расстройств и нейротравм у рыб Danio rerio.
- Создание и применение новых методов оценки поведенческих нарушений у животных.
- Поиск новых биомаркеров психических и неврологических расстройств.
- Выявление общих (эволюционно значимых) молекулярных механизмов стресс-ассоциированных расстройств между Danio rerio и высшими позвоночными (грызуны, люди).
- Поиск и тестирование новых лекарственных средств для лечения заболеваний ЦНС.
Коллектив НИЛ активно занимается экспериментальной и публикационной работой и с момента создания НИГ (2017 г.) было опубликовало более 60 работ в международных журналах, индексируемых WoS/Scopus. НИГ привлекает к научной работе студентов Центра в рамках СНК Нейробиология, работа по которому полностью сконцентрирована непосредственно на выполнении научных-исследований (без лекционного формата) с последующей публикацией результатов совместной работы в ведущих международных журналах, входящих в Q1 SJR. Результаты работы сотрудников также активно представляются на конференциях всероссийского и международного уровня и используются при проведении приглашенных лекций в других исследовательских организациях. Одной из важных особенностей НИЛ является использование нового, высокоэффективного для нейробиологических исследований модельного организма Danio rerio.
| ФИО | Квалификация, ученая степень |
| Сысоев Юрий Игоревич | заведующий НИЛ, к.б.н., доцент |
| Козлова Алёна Алексеевна | старший научный сотрудник, PhD |
| Галстян Давид Самвелович | научный сотрудник |
| Ильин Никита Петрович | младший научный сотрудник |
«Разработка новых молекулярно-биологических маркеров патогенеза центральной нервной системы и подходов к их коррекции на основе экспериментальных моделей зебраданио (Daniorerio)» (рег. номер 121031100292-2, руководитель д.б.н., проф. Калуев А.В.).
Основные результаты:
В ходе изучения модели хронического непредсказуемого стресса установлено, что длительное стрессовое воздействие индуцирует у Danio rerio устойчивые тревожноподобные поведенческие изменения, ассоциированные с повышением уровня норэпинефрина. Показано, что флуоксетин, как при монотерапии, так и в комбинации с другими агентами, эффективно нормализует поведенческие параметры до уровня контрольных значений. При этом эйкозапентаеновая кислота и липополисахарид оказывали ограниченное влияние на тревожный фенотип, однако ЭПК способствовала восстановлению уровня норэпинефрина, тогда как оба агента вызывали повышение концентрации дофамина. Продемонстрировано, что хронический стресс приводит к выраженной дисрегуляции нейровоспалительных процессов в мозге зебраданио, сопровождающейся изменением экспрессии ключевых провоспалительных и противовоспалительных маркеров микроглии. Установлено, что данные нарушения могут быть надежно идентифицированы с использованием проточной цитометрии (FACS), что подтверждает применимость данного подхода для количественной оценки нейровоспалительных сдвигов. В модели травматического поражения мозга показано, что к14-м суткам после травмы у Danio rerio формируется стойкий тревожно- и депрессивноподобный поведенческий фенотип, сочетающийся с выраженной гиполокомоцией. Нейрохимический анализ выявил снижение активности серотонинергической системы при одновременном повышении уровня норэпинефрина, при отсутствии значимых изменений в дофаминергической системе. Установлено, что применение ISRIB оказывает умеренный эффект в отношении восстановления локомоторной активности и способствует коррекции когнитивных нарушений, в частности, дефицита памяти в парадигме условного избегания. При исследовании эффектов нестероидных противовоспалительных препаратов показано, что их острое воздействие (ацетилсалициловая кислота и целекоксиб) сопровождается выраженным седативным эффектом. Хроническое применение целекоксиба сохраняет седативные свойства, тогда как ацетилсалициловая кислота демонстрирует анксиолитический эффект, снижая выраженность тревожноподобного поведения. В серии экспериментов с селективными агонистами рецепторов следовых аминов (TAAR1) установлено, что соединения RO5166017, RO5203648 иRO5073012 обладают выраженной анксиолитической, антидепрессивной и стимулирующей активностью. Их поведенческие эффекты сопровождаются молекулярными изменениями, включающими повышение экспрессии нейропротективных ипротивовоспалительных генов (в частности, bdnf), а также снижение экспрессии провоспалительных и апоптотических маркеров. Нейрохимический анализ показал повышение уровней дофамина, его метаболитов и норэпинефрина, что указывает на вовлечение катехоламинергических механизмов в реализацию эффектов данных соединений. Дополнительно установлено, что RO5203648 усиливает экспрессию рецепторов серотонина (5-HT1A) и дофамина (D2), что согласуется с его выраженным анксиолитическим потенциалом. По итогам выполнения проекта результаты исследований опубликованы в ведущих российских и международных научных изданиях (44 публикации, индексируемые в Scopus/WoS, и 21 — в РИНЦ). В рамках проекта подготовлена и успешно защищена кандидатская диссертация, посвященная нейробиологическим механизмам стресс-индуцированного аффективного патогенеза у Danio rerio и его трансляционной релевантности.
Ключевые достижения и результаты деятельности НИЛ
За последние несколько лет коллективом НИЛ предложено несколько экспериментальных моделей и трансгенных линий рыб Danio rerio:
Модель черепно-мозговой травмы
Модель механического повреждения конечного мозга у взрослых рыб Danio rerio применяется для изучения механизмов патогенеза черепно-мозговых травм (ЧМТ) и поиска новых методов нейропротекции. Используя эту модель, в нашей лаборатории было проведено исследование терапевтического действия малой молекулы ISRIB — ингибитора интегрированного ответа на стресс (ISR). Полученные результаты продемонстрировали, что терапия ISRIB полностью восстанавливает среднюю скорость движения и социальное взаимодействие (межиндивидуальную дистанцию) рыб в тесте стайного поведения ко второму дню после травмы. Кроме того, препарат нормализовал показатели пространственной рабочей памяти (процент спонтанных чередований) в FMP Y-лабиринте на третий день тестирования. На молекулярном уровне транскриптомный анализ (RNA-seq) тканей мозга выявил, что введение ISRIB на фоне травмы достоверно снижает экспрессию генов воспаления (включая сигнальные пути NF-kB и ERK) и апоптоза. Одновременно с этим препарат повышает активность генных путей, регулирующих глутаматергическую синаптическую передачу и процессы аэробного митохондриального дыхания клеток. Результаты исследования был опубликованы в статье (Ilyin, Shevlyakov et al. 2025).
 |
 |
Ilyin, N. P., A. D. Shevlyakov, G. A. Boyko, A. M. Moskalenko, A. N. Ikrin, D. S. Galstyan, T. O. Kolesnikova, N. V. Katolikova, S. A. Chekrygin and L. W. Lim (2025). «Neurotranscriptomic and behavioral effects of ISRIB, and its therapeutic effects in the traumatic brain injury model in zebrafish.» Brain Research 1848: 149329.
Модель липополисахарид-индуцированного нейровоспаления
На базе нашей лаборатории разработана и валидирована трансляционная модель острого нейровоспаления, основанная на центральном введении липополисахарида (ЛПС) взрослым особям Danio rerio. В ходе работы нами были выполнены внутрижелудочковые инъекции ЛПС с последующим мониторингом поведенческого фенотипа, анализом моноаминов и оценкой активности маркерных генов. Результаты экспериментов продемонстрировали развитие комплексного психоневрологического дефицита, включающего гиполокомоцию, нарушение пространственной памяти и депрессивно-подобное состояние (в тесте иммобилизации хвоста). На нейрохимическом уровне эти нарушения сопровождались патологически ускоренным оборотом серотонина. Анализ экспрессии генов методом ПЦР в реальном времени подтвердил развитие острого воспалительного процесса, зафиксировав значительное повышение уровней мРНК провоспалительных (il1b, tnf) и противовоспалительных (il10) цитокинов в тканях мозга. Результаты исследования были опубликованы в статье (Ilyin, Galstyan et al. 2025).
 |
 |
Ilyin, N. P., D. S. Galstyan, A. E. Zolotova, N. I. Golushko, V. N. Tolkunova, S. Daryna, D. Martynov, K. V. Apukhtin, A. M. Stewart and M. S. de Abreu (2025). «Effects of intracerebroventricular lipopolysaccharide administration on behavioral, neurochemical, and neurogenomic responses in adult zebrafish.» Behavioural Brain Research 493: 115676.
Получение трансгенных линий Gcamp6 и CaMPARI2
Для оптической регистрации активности нейронных сетей (кальциевого имаджинга) in vivo у Danio rerio применяются генетически кодируемые кальциевые индикаторы, встраиваемые в геном. В рамках развития этого направления в нашей лаборатории были успешно получены две трансгенные линии рыб Danio rerio с использованием системы Tol2-опосредованного трансгенеза. Путем микроинъекций в эмбрионы на стадии одной клетки смеси мРНК Tol2-транспозазы и плазмидных векторов мы добились стабильной интеграции в геном сенсоров GCaMP6s и CaMPARI2. В результате проделанной работы нами получена линия с ультрачувствительным индикатором GCaMP6s, которая позволяет мониторить кальциевую динамику нейронов в режиме реального времени. Вторая полученная линия экспрессирует фотоконвертируемый сенсор CaMPARI2: он позволяет делать «моментальные снимки» активности нейронов у свободно плавающих рыб, необратимо меняя флуоресценцию с зеленой на красную при одновременном воздействии кальция и маркирующего света.
 |
 |
Протокол интраназального введения препаратов рыбам Danio rerio
Впервые был предложен и апробирован протокол интраназального введения препаратов, позволяющий доставлять вещества напрямую в мозг, минуя гематоэнцефалический барьер. В качестве модельного соединения использовалось нейроактивное вещество никотин. После введения вещества в носовую полость (в объеме 1 мкл) его поступление в мозг было подтверждено методом масс-спектрометрии. Поведенческие тесты показали, что интраназальное введение вызывает выраженные центральные эффекты, включая анксиолитический (снижающий тревожность) ответ, сопоставимый с традиционным методом введения методом водной иммерсии, но достигаемый при меньших дозах и за более короткое время. Полученные результаты демонстрируют, что интраназальная доставка является эффективным, быстрым и экономичным методом введения нейроактивных веществ у Danio rerio. Данный подход открывает новые возможности для доклинического скрининга препаратов, изучения механизмов действия лекарств и разработки инновационных стратегий терапии заболеваний ЦНС.
вот текст
1. Galstyan D.S., Kolesnikova T.O., Demin K.A., Dubrovskii Y.A., Murashko E., Kessenikh E., Ilyin N.P., Ikrin A.N., Moskalenko A.M., de Abreu M.S., Yang L., Kalueff A.V. Intranasal delivery of drugs to the central nervous system of adult zebrafish // Lab Animal. — 2025. — Vol. 54, № 5. — P. 126–132. Режим доступа: DOI: 10.1038/s41684-025-01545-0.
2. Khatsko S.L., Zhdanov A.V., Kravchenko D.V., Nikiforova E.V., Salimova N.A., Kotova M.M., Galstyan D.S., de Abreu M.S., Yang L., Stewart A.M., Kalueff A.V. The light-dark forced swim test for simultaneous assessment of behavioral 'despair' and anxiety-like behavior in female mice // Behavioural Brain Research. — 2025. — Vol. 484. — P. 115492. Режим доступа: DOI: 10.1016/j.bbr.2025.115492.
3. Kotova M.M., Amikishiev S.V., Apukhtin K.V., Galstyan D.S., de Abreu M.S., Stewart A.M., Yang L., Kalueff A.V. Prolonged 5-week and 12-week chronic stress differentially modulates CNS expression of pro- and anti-neuroinflammatory biomarkers, brain monoamines and affective behavior in adult zebrafish // Journal of Comparative Physiology B. — 2025. — Vol. 195, № 3. — P. 305–321. Режим доступа: DOI: 10.1007/s00360-025-01613-4.
4. Demin K.A., Kolesnikova T.O., Galstyan D.S., Krotova N.A., Ilyin N.P., Derzhavina K.A., Seredinskaya M., Nerush M., Pushkareva S.A., Masharsky A., de Abreu M.S., Kalueff A.V. The utility of prolonged chronic unpredictable stress to study the effects of chronic fluoxetine, eicosapentaenoic acid, and lipopolysaccharide on anxiety-like behavior and hippocampal transcriptomic responses in male rats // Journal of Neuroscience Research. — 2025. — Vol. 103, № 2. — e70025. Режим доступа: DOI: 10.1002/jnr.70025.
5. Erofeeva N., Galstyan D.S., Yang L., Strekalova T., Lim L.W., de Abreu M.S., Golushko N.I., Stewart A.M., Kalueff A.V. Developing zebrafish models of Notch-related CNS pathologies // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. — 2025. — Vol. 170. — P. 106059. Режим доступа: DOI: 10.1016/j.neubiorev.2025.106059.
6. Zhdanov A.V., Khatsko S.L., Zabegalov K.N., Bytov M.V., Demin K.A., Galstyan D.S., de Abreu M.S., Amstislavskaya T.G., Kalueff A.V. Modeling stress‐related disorders in zebrafish using prolonged predator exposure and prolonged unpredictable stress // Journal of Neuroscience Research. — 2025. — Vol. 103, № 6. — e70048. Режим доступа: DOI: 10.1002/jnr.70048.
7. Ilyin N.P., Galstyan D.S., Zolotova A.E., Golushko N.I., Tolkunova V.N., Saklakova D., Martynov D., Apukhtin K.V., Stewart A.M., de Abreu M.S., Kalueff A.V. Effects of intracerebroventricular lipopolysaccharide administration on behavioral, neurochemical, and neurogenomic responses in adult zebrafish // Behavioural Brain Research. — 2025. — Vol. 493. — P. 115676. Режим доступа: DOI: 10.1016/j.bbr.2025.115676.
8. Jiang J., Zhang Y., Wang J., Qin Y., Zhao C., He K., Wang C., Liu Y., Feng H., Cai H., He S., Li R., Galstyan D.S., Yang L., Lim L.W., de Abreu M.S., Kalueff A.V. Using zebrafish models to study epitranscriptomic regulation of CNS functions // Journal of Neurochemistry. — 2025. — Vol. 169, № 1. — e16311. Режим доступа: DOI: 10.1111/jnc.16311.
9. Galstyan D.S., Krotova N.A., Lebedev A.S., Kotova M.M., Martynov D.D., Golushko N.I., Perederiy A.S., Zhukov I.S., Rosemberg D.B., Lim L.W., Yang L., de Abreu M.S., Gainetdinov R.R., Kalueff A.V. Trace amine signaling in zebrafish models: CNS pharmacology, behavioral regulation and translational relevance // European Journal of Pharmacology. — 2025. — Vol. 991. — P. 177312. Режим доступа: DOI: 10.1016/j.ejphar.2025.177312.
10. Ilyin N.P., Shevlyakov A.D., Boyko G.A., Moskalenko A.M., Ikrin A.N., Galstyan D.S., Kolesnikova T.O., Katolikova N.V., Chekrygin S.A., Lim L.W., Yang L., de Abreu M.S., Yenkoyan K.B., Kalueff A.V., Demin K.A. Neurotranscriptomic and behavioral effects of ISRIB, and its therapeutic effects in the traumatic brain injury model in zebrafish // Brain Research. — 2025. — Vol. 1848. — P. 149329. Режим доступа: DOI: 10.1016/j.brainres.2024.149329.
На базе НИЛ выполняет диссертационную работу м.н.с. Ильин Н.С. Тема: «Нейрокогнитивные механизмы внутренней оценки решения Danio rerio в задаче дискриминации стимулов», специальность: 1.5.5. Физиология человека и животных. Научный руководитель – д.м.н. Мусиенко П.Е.
Сысоев Юрий Игоревич – заведующий НИЛ
E-mail: Sysoev_YuI@almazovcentre.ru
Тел.: +7 (812) 702-37-49 доб. 003072