pmedpharmФармация и фармакологияPharmacy & Pharmacology2307-92662413-2241Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical Univer10.19163/2307-9266-2020-8-4-255-262pmedpharm-731Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯPHARMACOLOGY AND CLINICAL PHARMACOLOGYОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУППОВОЙ ГОРМОН-РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ОВУЛЯЦИИ У САМОК МЫШЕЙESTIMATION OF THE EFFICIENCY OF HORMONE-REGULATING SYNCHRONIZATION OF OVULATION IN FEMALE MICEhttps://orcid.org/0000-0003-3138-2075ПокровскийВ. М.PokrovskyV. M.

Владимир М. Покровский – студент 5-го курса Медицинского института 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Vladimir M. Pokrovsky – 5th year student of the Medical Institute 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

vmpokrovsky@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8415-4562ПатрахановE. A.PatrakhanovE. A.

Евгений А. Патраханов – студент 5-го курса Медицинского института 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Evgeny A. Patrakhanov – 5th year student of the Medical Institute 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

pateval7@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9102-3360ЛебедевП. Р.LebedevP. R.

Петр Р. Лебедев – студент 5-го курса Медицинского института 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Petr R. Lebedev – 5th year student of the Medical Institute 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

Artkeit@yandex.ruБелашоваА. В.BelashovaA. V.

Анастасия В. Белашова – студентка 4-го курса Медицинского института 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Anastasia V. Belashova – 4th year student of the Medical Institute 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

vmpokrovsky@yandex.ruКарагодинаА. Ю.KaragodinaA. Yu.

Анастасия Ю. Карагодина – студентка 5-го курса Медицинского института 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Anastasia Yu. Karagodina – 5th year student of the Medical Institute 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

vmpokrovsky@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1867-7074ШабалинА. А.ShabalinA. A.

Алексей А. Шабалин – студент 5-го курса 

305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3

Alexey A. Shabalin – 5th year student of the Kursk Medical University 

3, K. Marx St., Kursk, 305041

НестеровА. В.NesterovA. V.

Аркадий В. Нестеров – кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологии 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Arkady V. Nesterov – Candidate of Sciences (Medicine), Associate Professor of the Department of Pathology 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

vmpokrovsky@yandex.ruМарковскаяВ. А.MarkovskayaV. A.

Вера А. Марковская – кандидат биологических наук, доцент кафедры патологии 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Vera A. Markovskaya – Candidate of Sciences (Biology), associate professor of the Department of Pathology 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

vmpokrovsky@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2761-6249ПокровскийМ. В.PokrovskyM. V.

Михаил В. Покровский – доктор медицинских наук, профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, руководитель НИИ Фармакологии живых систем 

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Mikhail V. Pokrovsky – Doctor of Sciences (Medicine), Professor of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, the Head of the Research Institute of Pharmacology of Living Systems 

85, Pobeda St., Belgorod, 308015

mpokrovsky@yandex.ruБелгородский государственный национальный исследовательский университетРоссияBelgorod State National Research UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет»РоссияKursk State Medical UniversityRussian Federation20200102202184255262Copyright © Покровский В.М., Патраханов E.A., Лебедев П.Р., Белашова А.В., Карагодина А.Ю., Шабалин А.А., Нестеров А.В., Марковская В.А., Покровский М.В., 20212021Покровский В.М., Патраханов E.A., Лебедев П.Р., Белашова А.В., Карагодина А.Ю., Шабалин А.А., Нестеров А.В., Марковская В.А., Покровский М.В.Pokrovsky V.M., Patrakhanov E.A., Lebedev P.R., Belashova A.V., Karagodina A.Y., Shabalin A.A., Nesterov A.V., Markovskaya V.A., Pokrovsky M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmpharm.ru/jour/article/view/731Цель

Цель. Оценить эффективность гормон-регулирующей синхронизации овуляции у самок мышей, для увеличения количества одновременно оплодотворенных особей и получения потомства в запланированные сроки.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование было проведено на 180 самках мышей трех линий – CBA/lac, C57BL/6, BALB/c (n=60), разделенные на три подгруппы: интактные (спаривание без подтверждения фазы эструса) (n=20),цитологическое исследование вагинального секрета перед спариванием с определением фазы эструса(n=20), гормон-регулирующей синхронизации эстрального цикла с введением прогестерона (4,5 мг/100 г) на 1-е и простагландина F2α (0,083 мг/100 г) на 7-е сутки однократно от начала эксперимента с последующим немедленным спариванием(n=20). Запланированной датой родов считались 22 сутки с момента спаривания. Индекс синхронизации овуляции (ИСО) оценивался на 14 сутки с момента спаривания.

Результаты

Результаты. На 14-й день с начала эксперимента индекс синхронизации овуляции в интактных группах линий CBA/lac, C57BL/6, BALB/c составил 25%, 25%, 40% соответственно. Количество беременных особей на 14 сутки, допущенных к спариванию после установленного эструса методом цитологической оценки вагинального секрета согласно ИСО, составило 65%, 60%, 75% соответственно. В экспериментальных группах ИСО составил 80%, 75%, 100% соответственно. На 22 сутки количество родивших самок линий CBA/lac, C57BL/6, BALB/c в интактных группе составило 3, 1, 3 особи, в контрольных 10, 6, 9, а в экспериментальной группе 16, 15, 17 что достоверно выше чем в контрольных и интактных группах (p˂0,05).

Заключение

Заключение. Гормон-регулирующая синхронизация овуляции у самок мышей достоверно увеличивает количество разродившихся особей на 22 сутки относительно синхронизированных по эструсу животных на 53% и интакта на 85,5%. Выявлено, что дополнительным эффектом гормональной синхронизации овуляции является увеличение количества приплода в 2,2 раза в сравнении с контрольными группами и в 3,9 раз в сравнении с интактными группами. Данный способ планирования сроков рождения потомства экспериментальных животных сокращает временные затраты проведения доклинических исследований лекарственных препаратов по следующим видам оценки токсических эффектов: репродуктивная токсичность, эмбриотоксичность, тератогенность, влияние на фертильность. Кроме того, данный способ расширяет возможности экспериментального моделирования патологий беременности и плода с последующей оценкой их фармакологической коррекции.

The aim of the wok is to assess the efficiency of hormone-regulating synchronization of ovulation in female mice, to increase the number of simultaneously fertilized individuals and obtain their offspring in the planned time frame.

Materials and methods

Materials and methods. The study was carried out on 180 female mice of three lines – CBA/lac, C57BL/6, BALB/c (n = 60), divided into three subgroups: intact (mating without confirmation of the estrous phase) (n = 20), cytological examination of vaginal secretions before mating with the determination of the estrous phase (n = 20), hormone-regulating synchronization of the estrous cycle with the introduction of progesterone (4.5 mg/100 g) on the 1st and prostaglandin F2α (0.083 mg/100 g) on the 7th day, once from the beginning of the experiment followed by immediate mating (n = 20). The planned date of delivery was considered the 22nd day from the moment of mating. The ovulation synchronization index (OSI) was assessed on the 14th day after mating.

Results

Results. On the 14th day from the beginning of the experiment, the ovulation synchronization index in the intact groups of the CBA/lac, C57BL/6, BALB / c lines, was 25%, 25%, 40%, respectively. On the 14th day, the number of pregnant individuals admitted to mating after the established estrus by the method of cytological assessment of vaginal secretions according to OSI, was 65%, 60%, 75%, respectively. In the experimental groups, OSI was 80%, 75%, 100%, respectively. On the 22nd day, the number of delivered females of CBA/lac, C57BL/6, BALB/c lines in the intact group, was 3, 1, 3 individuals; in the control group – 10, 6, 9, and in the experimental group – 16, 15, 17, which is significantly higher than in the control and intact groups (p˂0.05).

Conclusion

Conclusion. Hormone-regulating synchronization of ovulation in female mice significantly increases the number of delivered individuals on the 22nd day, relative to those synchronized by estrus by 53%, and to intact groups by 85.5%. It has been revealed that an additional effect of hormonal synchronization of ovulation is an increase in the number of offspring by 120% in comparison with the control groups and by 390% in comparison with the intact groups. This method of timing planning of the offspring birth of the experimental animals reduces the time spent on preclinical studies of drugs for the following types of assessment of toxic effects: reproductive toxicity, embryotoxicity, teratogenicity, effects on fertility.

эстральный циклэструспрогестеронвагинальная цитологиясинхронизация овуляциипростагландин F2αestrous cycleestrusprogesteronevaginal cytologyovulation synchronizationprostaglandin F2αЭто исследование не получило какого-либо конкретного гранта от финансирующих учреждений в государственном, коммерческом или некоммерческом секторахThis study did not receive any specific grant from funding agencies in the government, commercial or non-profit sectors.ReferencesÅhlgren J., Voikar V. Experiments done in Black-6 mice: what does it mean? Lab Anim (NY). 2019. V. 48, N 6. P. 171–180. DOI: 10.1038/s41684-019-0288-8Åhlgren J, Voikar V. Experiments done in Black-6 mice: what does it mean? Lab Anim (NY). 2019;48(6):171–180. DOI: 10.1038/s41684-019-0288-8Mayer B., Stahl V., Kron M. The use of gatekeeping procedures in the statistical planning of animal experiments. Altern Lab Anim. 2017. V. 45, N 6. P. 317–328. DOI: 10.1177/026119291704500608Allgoewer A, Mayer B. Sample size estimation for pilot animal experiments by using a Markov Chain Monte Carlo approach. Altern Lab Anim. 2017;45(2):83–90. DOI: 10.1177/026119291704500201McLean A.C., Valenzuela N., Fai S., Bennet S.A. Performing vaginal lavage, crystal violet staining, and vaginal cytological evaluation or mouse estrous cycle staging identification. J Vis Exp. 2012.V. 15, N 67. e4389.McLean AC, Valenzuela N, Fai S, Bennett SA. Performing vaginal lavage, crystal violet staining, and vaginal cytological evaluation for mouse estrous cycle staging identification. J Vis Exp. 2012;(67):e4389. DOI: 10.3791/4389.Ekambaram G., SKS K., Joseph L.D. Comparative Study on the Estimation of Estrous Cycle in Mice by Visual and Vaginal Lavage Method. J Clin Diagnostic Res. 2017. V. 11, N 1. AC05–AC07.Ekambaram G, Sampath Kumar SK, Joseph LD. Comparative Study on the Estimation of Estrous Cycle in Mice by Visual and Vaginal Lavage Method. J Clin Diagn Res. 2017;11(1):AC05–AC07. DOI: 10.7860/JCDR/2017/23977.9148Regidor P.A. Clinical relevance in present day hormonal contraception. Horm Mol Biol Clin Investig. 2018. V. 37, N 1. DOI:10.1515/hmbci-2018-0030Regidor PA. Clinical relevance in present day hormonal contraception. Horm Mol Biol Clin Investig. 2018;37(1):/j/hmbci.2019.37.issue-1/hmbci-2018-0030/hmbci-2018-0030.xml. DOI: 10.1515/hmbci-2018-0030C.E.P. Leonardi L.F.M., Pfeifer M.I.B., Rubin J., Singh R.J., Mapletoft G.A., Pessoa A.M., Bainy C.A.M. Silva. Prostaglandin F2α promotes ovulation in prepubertal heifers Theriogenology. 2012. V. 78, N 7. P. 1578–82. DOI: 10.1016/j.theriogenologyLeonardi CE, Pfeifer LF, Rubin MI, Singh J, Mapletoft RJ, Pessoa GA, Bainy AM, Silva CA. Prostaglandin F2α promotes ovulation in prepubertal heifers. Theriogenology. 2012;78(7):1578–82. DOI: 10.1016/j.theriogenologyPinaffi F.L.V., Araujo E.R., Ginther O.J. Role of luteal biosynthesis of prostaglandin F2α on function and structure of the corpus luteum during luteolysis in heifers. Domest Anim Endocrinol. 2018. N 63. P.10–14. DOI: 10.1016/j.domaniendPinaffi FLV, Araujo ER, Ginther OJ. Role of luteal biosynthesis of prostaglandin F2α on function and structure of the corpus luteum during luteolysis in heifers. Domest Anim Endocrinol. 2018;63:10–14. DOI: 10.1016/j. domaniend.2017.10.007Auta T., Hassan A.T. Alteration in oestrus cycle and implantation in Mus musculus administered aqueous wood ash extract of Azadirachta indica (neem) Asian Pacific J Reproduction. 2016. V. 5, N 3. P. 188–192. DOI: 10.1016/j.apjr.2016.03.003Auta T, Hassan AT. Alteration in oestrus cycle and implantation in Mus musculus administered aqueous wood ash extract of Azadirachta indica (neem) Asian Pacific J Reproduction. 2016;5(3);188–192. DOI: 10.1016/j.apjr.2016.03.003Гайдай Е.А., Гайдай Д.С. Генетическое разнообразие экспериментальных мышей и крыс: история возникновения, способы получения и контроля. Лабораторные животные для научных исследований. 2019. – № 4. – 9 с. DOI: 10.29926/2618723X-2019-04-09Gajdaj EA, Gajdaj DS. [Geneticheskoe raznoobrazie eksperimental’nyh myshej i krys: istoriya vozniknoveniya, sposoby polucheniya i kontrolya]. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2019;4:9p. DOI: 10.29926/2618723X-2019-04-09. RussianAchiraman S., Archunan G., Sankar Ganesh D., Rajagopal T., Rengarajan R.L., Kokilavani P., Kamalakkannan S., Kannan S. Biochemical analysis of female mice urine with reference to endocrine function: a key tool for estrus detection. Zool Sci. 2011. N 28. P. 600–605. DOI: 10.2108/zsj.28.600Achiraman S, Archunan G, Sankarganesh D, Rajagopal T, Rengarajan RL, Kokilavani P, Kamalakkannan S, Kannan S. Biochemical analysis of female mice urine with reference to endocrine function: a key tool for estrus detection. Zoolog Sci. 2011;28(8):600–5. DOI: 10.2108/zsj.28.600Barret K.E., Barman S.M., Boitano S., Brooks H.L. Reproductive development and function of the female reproductive system. In: Ganong’s review of medical physiology. 24th edition, McGraw Hill Education.Barret KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. Reproductive development and function of the female reproductive system. In: Ganong’s review of medical physiology. 24th edition, McGraw Hill Education.Cora M.C., Kooistra L., Travlos G. Vaginal cytology of the laboratory rat and mouse: review and criteria for the staging of the estrous cycle using stained vaginal smears. Toxicol Pathol. 2015. V. 43. P. 776–793. DOI: 10.1177/0192623315570339Cora MC, Kooistra L, Travlos G. Vaginal Cytology of the Laboratory Rat and Mouse: Review and Criteria for the Staging of the Estrous Cycle Using Stained Vaginal Smears. Toxicol Pathol. 2015;43(6):776–93. DOI: 10.1177/0192623315570339Barbieri R.L. The endocrinology of the menstrual cycle. Methods Mol Biol. 2014. V. 1154. P. 145–169. DOI: 10.1007/978-1-4939-0659-8_7Barbieri RL. The endocrinology of the menstrual cycle. Methods Mol Biol. 2014;1154:145–69. DOI: 10.1007/978-1-4939-0659-8_714. Robker R.L., Akison L.K., Russell D.L. Control of oocyte release by progesterone receptor-regulated gene expression. Nucl Recept Signal. 2009. V. 7. e012.Robker RL, Akison LK, Russell DL. Control of oocyte release by progesterone receptor-regulated gene expression. Nucl Recept Signal. 2009;7:e012. DOI: 10.1621/nrs.07012Snyder B.W., Beecham G.D., Schane H.P. Inhibition of ovulation in rats with epostane, an inhibitor of 3 betahydroxysteroid dehydrogenase. Proc Soc Exp Biol Med. 1984. V. 176. P. 3238–242.Snyder BW, Beecham GD, Schane HP.Inhibition of ovulation in rats with epostane, an inhibitor of 3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase. Proc Soc Exp Biol Med. 1984;176:3238–242.Loutradis D., Bletsa R., Aravantinos L., Kallianidis K., Michalas S., Psychoyos A. Preovulatory effects of the progesterone antagonist mifepristone (RU486) in mice. Hum Reprod. 1991. V. 6, N 9. P. 1238–1240.Loutradis D, Bletsa R, Aravantinos L, Kallianidis K, Michalas S, Psychoyos A. Preovulatory effects of the progesterone antagonist mifepristone (RU486) in mice. Hum Reprod. 1991;6(9):1238–40. DOI: 10.1093/oxfordjournals.humrep.a137519Pall M., Mikuni M., Mitsube K., Brännström M. Time-dependent ovulation inhibition of a selective progesterone-receptor antagonist (Org 31710) and effects on ovulatory mediators in the in vitro perfused rat ovary. Biol Reprod. 2000. V. 63, N 6. P. 1642–1647.Pall M, Mikuni M, Mitsube K, Brännström M. Time-dependent ovulation inhibition of a selective progesterone-receptor antagonist (Org 31710) and effects on ovulatory mediators in the in vitro perfused rat ovary, Biology of Reproduction. 2000; 63(6):1642–1647. DOI:10.1095/biolreprod63.6.1642Robker R.L., Russell D.L., Espey L.L., Lydon J.P., O’Malley B.W., Richards J.S. Progesterone-regulated genes in the ovulation process: ADAMTS-1 and cathepsin L proteases. Proc Natl Acad Sci USA. 2000. V. 97, N 9. P. 4689–4694.Robker RL, Russell DL, Espey LL, Lydon JP, O’Malley BW, Richards JS. Progesterone-regulated genes in the ovulation process: ADAMTS-1 and cathepsin L proteases. Proc Natl Acad Sci USA. 2000;97(9):4689–4694Bishop C.V., Hennebold J.D., Kahl C.A., Stouffer R.L. Knockdown of progesterone receptor (PGR) in macaque granulosa cells disrupts ovulation and progesterone production. BiolReprod. 2016;94(5):109.Bishop CV, Hennebold JD, Kahl CA, Stouffer RL. Knockdown of progesterone receptor (PGR) in macaque granulosa cells disrupts ovulation and progesterone production. BiolReprod. 2016;94(5):109.Методические указания по изучению эмбриотоксического действия фармакологических веществ и влияния их на репродуктивную функцию // Изд-во М.: Фармакологический комитет, 1986. – 25 с.[Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu embriotoksicheskogo dejstviya farmakologicheskih veshchestv i vliyaniya ih na reproduktivnuyu funkciyu]. Moscow: Farmakologicheskij komitet. 1986:25p. RussianДовжикова И.В., Луценко М.Т. Современные представления о роли прогестерона (обзор литературы) // Бюл. физ. и пат. дых. 2016. Т. 1, № 60.Dovzhikova IV, Lutsenko MT. Modern concepts of progesterone role (review). Bulletin physiology and pathology of respiration. 2016; 1(60):94–104. DOI: 10.12737/20128

The authors declare that there are no conflicts of interest present.