Руководитель лаборатории - Калуев Алан Валерьевич
PhD, д.б.н., профессор РАН, СПбГУ. Автор более 400 научных работ, 15 монографий и 2 учебно-методических пособий. Текущий индекс Хирша 59 (WoS) и 75 (Google Scolar).
Научные интересы и основные направления исследований:
Лаборатория биологической психиатрии специализируется на изучении патологий центральной нервной системы, в особенности аффективных расстройств и аддикции, а также изучении психофармакологических эффектов классических и новых психоактивных веществ. Особенное внимание уделено моделированию и биоскринингу с использованием нового модельного организма – рыбы зебраданио (Danio rerio). Лаборатория является ведущей в России по использованию данного организма в нейробиологических исследованиях. Одной из основных моделей, используемых лабораторией, является модель хронического непредсказуемого стресса зебраданио, которая способствует развитию у данных рыб тревожно-депрессивного фенотипа. На данном модельном организме лабораторией было протестировано множество психоактивных веществ, а также изучена специфика развития ряда заболеваний мозга. Основными используемыми методами являются поведенческие, фармакологические и молекулярные (геномные) исследования.
За последние 5 лет лабораторией были получены следующие научные результаты:
1. Лабораторией активно разрабатываются методики межвидовой трансляции молекулярных данных анализа транскриптомов методом РНК-секвенирования. Был предложен метод анализа межвидовых данных транскриптомов методом анализа обогащения экспрессии максимальных клик, обнаруженных в сети протеин-протеин взаимодействий, построенной для генов-ортологов целевых видов. Так, при помощи такого анализа были установлены гены, эволюционно-консервативно меняющие свою экспрессию у пациентов с депрессией и в моделях аффективной патологии крыс и зебраданио.
2. Лаборатория активно занимается исследованием моделей хронического непредсказуемого стресса на разных модельных организмах. Так, было показано развитие выраженного (и схожего) патологического фенотипа и у зебраданио и у крыс в данных моделях. Изучены нейрохимические особенности протекания патогенеза у данных видов. Описаны изменения транскриптома мозга зебраданио в ответ на данную патологию, а также механизмы его восстановления при воздействии антидепрессантами. Показана возможность усиления патологических процессов при воздействии провоспалительными препаратами и потенциальная полезность использования противовоспалительных биодобавок в обеих моделях.
https://doi.org/10.1038/s41598-020-75855-3
https://doi.org/10.1038/s41598-021-92422-6
https://doi.org/10.1101/2021.12.05.471274
3. Лабораторией сформулирована и экспериментально проверена гипотеза существования специфических «переходных» генов, регулирующих патогенез психических расстройств. Существование данных генов интеграторов было доказано в модели социального стресса мышей, которая способна к воспроизведению данного переходного тревожно-депрессивного состояния, наблюдающегося у некоторых пациентов. В частности, переходное состояние было тесно связано с нарушением функции экспрессии генов астроцитов в коре и гиппокампе мышей. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2020.110086
4. Лабораторией было впервые в мире показано наличие у зебраданио поведенческого фенотипа схожего с поведением отчаяния грызунов, а также разработан специальный тест для его оценки. Была показана чувствительность данного теста к острым стрессорным и антидепрессантным воздействием, а также впервые на позвоночных показана тесная взаимосвязь поведения отчаяния с уровнем оборота моноаминов в мозге. Данный тест может быть использован для ускорения и удешевления поиска новых антидепрессантных средств и активно применяется в лаборатории с данной целью.https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2020.108637
5. Совместно с коллегами из Казанского и Уральского Федеральных Университетов протестированы психоактивные и нейрохимические свойства линейки новых препаратов класса N-бензил-фенилэтиламинов на зебраданио и грызунах, а также предсказаны их потенциальные свойства хемоинформатическими методами анализа. Среди них определены 2 препарата с предполагаемым выраженным антидепрессантным эффектом. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.2c00123
6. Совместно с коллегами из ZebraML разработана система поведенческого фенотипирования поведения зебраданио с использованием искусственного интеллекта, показавшая свою эффективность для определения классических психоактивных препаратов. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2021.110405
7. Совместно с Институтом Органического Синтеза им. И.Я. Постовского проводится активное тестирование когнитивных и нейрохимических эффектов ноотропных препаратов, производных бета-аланина, в моделях зебраданио. https://doi.org/10.1177/02698811221098192
8. Описаны фармакологические свойства ареколина (широко распространенного в Азии психоактивного вещества, родственного никотину), в модели зебраданио в кооперации с Юго-западным Университетом (Китай). В том числе показано его противотревожное воздействие, увеличение им уровня серотонина и норадреналина и увеличение им экспрессии генов, связанных с активностью микроглии egr2 и ym1 в мозге зебраданио. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2020.109977
9. Совместно с Юго-западным Университетом (Китай) описаны фармакологические свойства экстракта кавы и кавалактонов (популярные психоактивные вещества на островах Тихого Океана). Было показано, что экстракты кавы оказывают на зебраданио седирующее действие, при этом хроническое применение не привело к развитию выраженного симптома отмены (показателя, ассоциирующегося с развитием зависимости от вещества). Воздействие экстрактом кавы также увеличило уровни серотонина, дофамина, их метаболитов, а также норадреналина в мозге зебраданио, и увеличило экспрессию генов, связанных с функцией микроглии, астроцитов, эпигенетических механизмов и провоспалительных маркеров в мозге зебраданио. https://doi.org/10.1016/j.ntt.2020.106881
10. Изучены психоактивные и нейрохимические свойства ареколина на модели зебраданио. Показано общее противотревожное воздействие данного вещества и увеличение им оборота серотонина в мозге, а также развитие выраженных моторных и других нарушений при воздействии больших концентраций. https://doi.org/10.1016/j.ntt.2017.04.002 https://doi.org/10.1007/s11064-018-2536-5
Работа лаборатории биологической психиатрии финансировалась:
Грант РНФ для существующих лабораторий и кафедр 19-15-00053 (2019-2021 г. г.)
Работа лаборатории биологической психиатрии финансируется:
ГЗ СПБГУ для лабораторий под руководством ведущих ученых, Pure ID: 93020614 (2022-2023)