Изменение содержания рецептора урокиназы и других компонентов фибринолитической системы в ткани мозга у мышей с нокаутом гена урокиназы при росте перевивной меланомы В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли

Цель исследования. Изучить изменение содержания компонентов урокиназной системы в мозге у мышей с нокаутом урокиназы (uPA-/-) в случае самостоятельного и сочетанного с хронической нейрогенной болью (ХНБ) роста перевивной меланомы В16/F10.

Материалы и методы. Работа выполнена на мышах обоего пола линии C57BL/6-PlautmI.IBug-ThisPlau6FDhu/GFDhu (uPA -/-) (n = 48) и линии С57ВL/6 (uPA+/+) (n = 80), которым в самостоятельном или сочетанном с ХНБ вариантах перевивали меланому В16/F10. В мозге животных стандартным ИФА методом определяли содержание рецептора урокиназы (uPAR), плазмина (РАР) и активность и содержание ингибитора PAI-I.

Результаты. Только у интактных самцов uPA-/- содержание uPAR, PAI-I и PAP в мозге отличалось – было выше, чем у uPA+/+ мышей в среднем в 1,6 раза (р < 0,05). При ХНБ у uPA-/- самцов в ткани мозга возрастал уровень PAI-I в 1,3 раза (р < 0,05) и снижался РАР в 2,6 раза (р < 0,05), у uPA+/+ самцов изменения уровня PAI-I и РАР были противоположны; у uPA-/- самок уровень всех показателей возрастал в 1,6–2,1 раза (р < 0,05), в отличие от uPA+/+ самок. При самостоятельном росте меланомы картина изменений уровня uPAR, PAI-I и PAP в ткани мозга uPA-/- самцов была иной, чем в группе с ХНБ и у uPA+/+ самцов; у самок uPA+/+ возрастал уровень uPAR и РАР в 1,7 и в 3,0 раза (р < 0,05), а у uPA-/- самок – только РАР в 3,2 раза (р < 0,05). Сочетанный с ХНБ рост меланомы у uPA-/- мышей, не зависимо от пола, снижал содержание uPAR и PAI-I в среднем в 1,5 и в 2,0 раза, соответственно (р < 0,05) и увеличивал PAP в среднем в 2,2 раза (р < 0,05) по сравнению с уровнем у животных с ХНБ, при этом у uPA+/+ животных отмечено аналогичное снижение uPAR только у самцов в 3,7 раза (р < 0,05) и увеличение PAI-I в 2,0 раза (р < 0,05) у всех мышей.

Заключение. Изменение изученных показателей в ткани головного мозга животных с нокаутом в ответ на влияние стрессорных факторов указывает на роль урокиназной системы мозга в реакции как на ХНБ, так и на рост меланомы, а половые особенности этих изменений могут оказаться одним из факторов, обуславливающих гендерные различия риска возникновения и течения меланомы кожи.

1. Yepes M. The Plasminogen Activation System Promotes Neurorepair in the Ischemic Brain. Curr Drug Targets. 2019;20(9):953–959. https://doi.org/10.2174/1389450120666181211144550

2. Merino P, Diaz A, Manrique LG, Cheng L, Yepes M. Urokinase-type plasminogen activator (uPA) promotes ezrin-mediated reorganization of the synaptic cytoskeleton in the ischemic brain. J Biol Chem. 2018 Jun 15;293(24):9234–9247. https://doi.org/10.1074/jbc.RA118.002534

3. Medcalf RL. Fibrinolysis: from blood to the brain. Journal of Thrombosis and Haemostasis: JTH. 2017 Nov;15(11):2089–2098. https://doi.org/10.1111/jth.13849

4. Lee SH, Ko HM, Kwon KJ, Lee J, Han SH, Han DW, et al. tPA regulates neurite outgrowth by phosphorylation of LRP5/6 in neural progenitor cells. Mol Neurobiol. 2014 Feb;49(1):199–215. https://doi.org/10.1007/s12035-013-8511-x

5. Kyyriäinen J, Bolkvadze T, Koivisto H, Lipponen A, Pérez LO, Ekolle Ndode-Ekane X, et al. Deficiency of urokinase-type plasminogen activator and its receptor affects social behavior and increases seizure susceptibility. Epilepsy Res. 2019 Mar;151:67–74. https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2019.02.009

6. Merino P, Diaz A, Jeanneret V, Wu F, Torre E, Cheng L, Yepes M. Urokinase-type Plasminogen Activator (uPA) Binding to the uPA Receptor (uPAR) Promotes Axonal Regeneration in the Central Nervous System. J Biol Chem. 2017 Feb 17;292(7):2741–2753. https://doi.org/10.1074/jbc.M116.761650

7. Rantalaa J, Kemppainen S, Ndode-Ekane XE, Lahtinen L, Bolkvadze T, Gurevicius K, et al. Urokinase-type plasminogen activator deficiency has little effect on seizure susceptibility and acquired epilepsy phenotype but reduces spontaneous exploration in mice. Epilepsy Behav. 2015 Jan;42:117–128. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2014.11.001

8. Wu F, Catano M, Echeverry R, Torre E, Haile WB, An J, et al. Urokinase-type plasminogen activator promotes dendritic spine recovery and improves neurological outcome following ischemic stroke. J Neurosci. 2014 Oct 22;34(43):14219–14232. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5309-13.2014

9. Diaz A, Merino P, Manrique LG, Ospina JP, Cheng L, Wu F et al. Cross Talk between Neuronal Urokinase-type Plasminogen Activator (uPA) and Astrocytic uPA Receptor (uPAR) Promotes Astrocytic Activation and Synaptic Recovery in the Ischemic Brain. J Neurosci. 2017 Oct 25;37(43):10310–10322. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1630-17.2017

10. Кит О. И., Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Евстратова О. Ф. Способ получения метастазов печени в эксперименте. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014;157(6):745–747.

11. Кит О. И., Франциянц Е. М., Димитриади С. Н., Шевченко А. Н., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К. Экспрессия маркеров неоангиогенеза и фибринолитической системы в динамике экспериментальной ишемии почки у крыс. Экспериментальная и клиническая урология. 2015;(1):20–23.

12. Жукова Г. В., Шихлярова А. И., Сагакянц А. Б., Протасова Т. П. О расширении вариантов использования мышей BALB/c nude для экспериментального изучения злокачественных опухолей человека in vivo. Южно-Российский онкологический журнал. 2020;1(2):28–35. https://doi.org/10.37748/2687-0533-2020-1-2-4

13. Кит О. И., Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Каплиева И. В., Котиева И. М., Трепитаки Л. К. и др. Влияние хронической нейрогенной боли на нейромедиаторные системы головного мозга у самцов мышей в динамике роста злокачественной меланомы Вопросы онкологии. 2019;65(6):920–924.

14. Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Каплиева И. В., Черярина Н. Д., Сурикова Е. И., Нескубина И. В. и др. Влияние злокачественного роста и хронической нейрогенной боли на уровень нейростероидов в мозге крыс. Биомедицинская химия. 2020;66(2):151–155. https://doi.org/10.18097/PBMC20206602151

15. Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Сурикова Е. И., Нескубина И. В., Бандовкина В. А., Трепитаки Л. К. и др. Влияние нокаута по гену урокиназы на рост меланомы в эксперименте. Сибирский научный медицинский журнал. 2019;39(4):62–70. https://doi.org/10.15372/SSMJ20190408

16. Almholt K, Lund LR, Rygaard J, Nielsen BS, Danø K, Rømer J, Johnsen M. Reduced metastasis of transgenic mammary cancer in urokinase-deficient mice. Int J Cancer. 2005;113(4):525–532. https://doi.org/10.1002/ijc.20631

17. Кит О. И., Франциянц Е. М., Котиева И. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Бандовкина В. А. и др. Некоторые механизмы повышения злокачественности меланомы на фоне хронической боли у самок мышей. Российский журнал боли. 2017;2(53):14–20.

18. Anwer M, Bolkvadze T, Puhakka N, Ndode-Ekane XE, Pitkänen A. Genotype and Injury Effect on the Expression of a Novel Hypothalamic Protein Sushi Repeat-Containing Protein X-Linked 2 (SRPX2). Neuroscience. 2019 Sep 1;415:184–200. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2019.07.040

19. Semina E, Rubina K, Sysoeva V, Rysenkova K, Klimovich P, Plekhanova O, Tkachuk V. Urokinase and urokinase receptor participate in regulation of neuronal migration, axon growth and branching. Eur J Cell Biol. 2016 Sep;95(9):295–310. https://doi.org/10.1016/j.ejcb.2016.05.003

20. Aouiss A, Anka Idrissi D, Kabine M, Zaid Y. Update of inflammatory proliferative retinopathy: Ischemia, hypoxia and angiogenesis. Curr Res Transl Med. 2019 May;67(2):62–71. https://doi.org/10.1016/j.retram.2019.01.005

21. Cammalleri M, Dal Monte M, Pavone V, De Rosa M, Rusciano D, Bagnoli P. The uPAR System as a Potential Therapeutic Target in the Diseased Eye. Cells. 2019 Aug 18;8(8):925. https://doi.org/10.3390/cells8080925

22. Hu J, Jo M, Eastman BM, Gilder AS, Bui JD, Gonias SL. uPAR induces expression of transforming growth factor β and interleukin-4 in cancer cells to promote tumor-permissive conditioning of macrophages. Am J Pathol. 2014 Dec;184(12):3384–3393. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2014.08.003

23. Stepanova V, Lebedeva T, Kuo A, Yarovoi S, Tkachuk S, Zaitsev S et al. Nuclear translocation of urokinase-type plasminogen activator. Blood. 2008 Jul 1;112(1):100–110. https://doi.org/10.1182/blood-2007-07-104455

24. Niego B, Medcalf RL. Plasmin-dependent modulation of the blood-brain barrier: a major consideration during tPA-induced thrombolysis? J Cereb Blood Flow Metab. 2014 Aug;34(8):1283–1296. https://doi.org/10.1038/jcbfm.2014.99

25. Marcos-Contreras OA, Martinez de Lizarrondo S, Bardou I, Orset C, Pruvost M, Anfray A, et al. Hyperfibrinolysis increases bloodbrain barrier permeability by a plasmin- and bradykinin-dependent mechanism. Blood. 2016 Nov 17;128(20):2423–2434. https://doi.org/10.1182/blood-2016-03-705384

26. Tuttolomondo A, Pinto A, Corrao S, Raimondo D Di, Fernandez P, Sciacca R Di, et al. Immuno-inflammatory and thrombotic/fibrinolytic variables associated with acute ischemic stroke diagnosis. Atherosclerosis. 2009;203:503–508. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2008.06.030

27. Griemert EV, Schwarzmaier SM, Hummel R, Gölz C, Yang D, Neuhaus W, et al. Plasminogen activator inhibitor-1 augments damage by impairing fibrinolysis after traumatic brain injury. Ann Neurol. 2019 May;85(5):667–680. https://doi.org/10.1002/ana.25458