Preview

Research'n Practical Medicine Journal

Расширенный поиск

Содержание факторов апоптоза в митохондриях клеток коры головного мозга самок мышей С57ВL/6 в динамике роста меланомы В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли

https://doi.org/10.17709/2410-1893-2022-9-2-1

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования. Изучить показатели апоптоза в митохондриях клеток коры головного мозга мышей‑самок линии С57ВL/6 в динамике роста меланомы В16/F10, а также в процессе роста меланомы В16/F10 на фоне коморбидной патологии – хронической нейрогенной боли.

Материалы и методы. В эксперименте использовали мышей‑самок (n = 168) линии С57ВL/6. Группы: интактная (n = 21); контрольная (n = 21) – создание модели хронической нейрогенной боли (ХНБ); группа сравнения (n = 63) – подкожная трансплантация меланомы B16/F10; основная группа (ХНБ + B16/F10) (n = 63). В образцах митохондрий методом ИФА определяли концентрацию: цитохрома С (нг/мг белка), каспазы 9 (нг/мг белка), регулятор апоптоза (Bcl‑2) (нг/мг белка), апоптоз индуцирующий фактор (AIF) (нг/мг белка), кальция (Са 2+) (мМоль/г белка). Статистический анализ – Statistica 10.0.

Результаты. Через 1 неделю роста опухоли на фоне коморбидной патологии ХНБ уровень кальция в митохондриях коры головного мозга животных был в 1,4 раза выше (р < 0,05), чем в этот же срок в группе сравнения, а через 2 недели снизился в 80,1 раза и через 3 недели – в 37,7 раза соответственно. Уровень AIF при росте меланомы на фоне ХНБ по сравнению со значениями в группе сравнения был ниже на 1 и 3 неделях в 25 раз и в 1,8 раза (р < 0,05). Более высокие значения Вcl‑2 были в группе ХНБ + B16/F10 на 2 и 3 неделях в 2 раза и 1,4 раза (р < 0,05) соответственно. Уровень цитохрома С был ниже при росте опухоли на фоне ХНБ 1–3 неделях в 3,2 раза, 1,5 раза (р < 0,05) и 2,8 раза соответственно. Уровень каспазы 9 при росте меланомы на фоне ХНБ через 3 недели превышал значения в группе сравнения в 2,6 раза.

Заключение. Сочетание ХНБ и меланомы в организме животного на начальном этапе злокачественного процесса способствуют накоплению кальция и подавлению AIF и цитохрома С в митохондриях коры головного мозга. К терминальному этапу роста опухоли на фоне коморбидной патологии (ХНБ) формируется супрессия большинства звеньев дыхательной цепи митохондрий клеток коры головного мозга.

Об авторах

Е. М. Франциянц
НМИЦ онкологии
Россия

Франциянц Елена Михайловна – д.б.н., профессор, заместитель генерального директора по науке. SPIN: 9427-9928, AuthorID: 462868, ResearcherID: Y-1491-2018, Scopus Author ID: 55890047700

г. Ростов-на-Дону



И. В. Нескубина
НМИЦ онкологии
Россия

Нескубина Ирина Валерьевна – к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 3581-8531, AuthorID: 794688

344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14 линия, д. 63



Н. Д. Черярина
НМИЦ онкологии
Россия

Черярина Наталья Дмитриевна – врач-лаборант лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 2189-3404, AuthorID: 558243

г. Ростов-на-Дону



Е. И. Сурикова
НМИЦ онкологии
Россия

Сурикова Екатерина Игоревна – к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 2401-4115, AuthorID: 301537, ResearcherID: AAG-8748-2019, Scopus Author ID: 6507092816

г. Ростов-на-Дону



А. И. Шихлярова
НМИЦ онкологии
Россия

Шихлярова Алла Ивановна – д.б.н., профессор, старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 6271-0717, AuthorID: 482103, Scopus Author ID: 6507723229

г. Ростов-на-Дону



В. А. Бандовкина
НМИЦ онкологии
Россия

Бандовкина Валерия Ахтямовна – д.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 8806-2641, AuthorID: 696989, ResearcherID: AAG-8708-2019, Scopus Author ID: 57194276288

г. Ростов-на-Дону



Л. А. Немашкалова
НМИЦ онкологии
Россия

Немашкалова Людмила Анатольевна – научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 1355-8652, AuthorID: 734146, Scopus Author ID: 7801520904

г. Ростов-на-Дону



И. В. Каплиева
НМИЦ онкологии
Россия

Каплиева Ирина Викторовна – д.м.н., заведующая лабораторией изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 5047-1541, AuthorID: 734116

г. Ростов-на-Дону



Л. К. Трепитаки
НМИЦ онкологии
Россия

Трепитаки Лидия Константиновна – младший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 2052-1248, AuthorID: 734359

г. Ростов-на-Дону



П. С. Качесова
НМИЦ онкологии
Россия

Качесова Полина Сергеевна – научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей. SPIN: 5784-0475, AuthorID: 571595

г. Ростов-на-Дону



Список литературы

1. Batra D, Malhotra HS, Garg RK, Malhotra KP, Kumar N, Brahma Bhatt ML, et al. The spectrum of malignancies presenting with neurological manifestations: A prospective observational study. J Family Med Prim Care. 2019 Nov;8(11):3726–3735. https://doi.org/10.4103/jfmpc.jfmpc_506_19

2. Olson B, Marks DL. Pretreatment Cancer-Related Cognitive Impairment-Mechanisms and Outlook. Cancers (Basel). 2019 May 16;11(5):687. https://doi.org/10.3390/cancers11050687

3. Burfeind KG, Zhu X, Norgard MA, Levasseur PR, Huisman C, Buenafe AC, et al. Circulating myeloid cells invade the central nervous system to mediate cachexia during pancreatic cancer. Elife. 2020 May 11;9:e54095. https://doi.org/10.7554/eLife.54095

4. Bargiela D, Chinnery PF. Mitochondria in neuroinflammation - Multiple sclerosis (MS), leber hereditary optic neuropathy (LHON) and LHON-MS. Neurosci Lett. 2019 Sep 25;710:132932. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2017.06.051

5. Cavaliere G, Trinchese G, Penna E, Cimmino F, Pirozzi C, Lama A, et al. High-Fat Diet Induces Neuroinflammation and Mitochondrial Impairment in Mice Cerebral Cortex and Synaptic Fraction. Front Cell Neurosci. 2019;13:509. https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00509

6. Joshi AU, Mochly-Rosen D. Mortal engines: Mitochondrial bioenergetics and dysfunction in neurodegenerative diseases. Pharmacol Res. 2018 Dec;138:2–15. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2018.08.010

7. Gabandé-Rodríguez E, Gómez de Las Heras MM, Mittelbrunn M. Control of Inflammation by Calorie Restriction Mimetics: On the Crossroad of Autophagy and Mitochondria. Cells. 2019 Dec 28;9(1):82. https://doi.org/10.3390/cells9010082

8. Патент № 2650587 C1 Российская федерация. Способ модификации хронической болью злокачественного роста меланомы В16 у мышей: № 2017114818 заявл. 26.04.2017: опубл. 16.04.2018. Кит О. И., Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Котиева И. М. Заявитель ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минестерствы здравоохранения Российской Федерации.

9. Кит О. И., Котиева И. М., Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Бандовкина В. А. и др. Влияние хронической нейропатической боли на течение злокачественного процесса меланомы В16/F10 у самцов мышей. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2019;(1(201)):106–111.

10. Егорова М. В., Афанасьев С. А. Выделение митохондрий из клеток и тканей животных и человека: Современные методические приемы. Сибирский медицинский журнал. 2011;26(1-1):22–28.

11. Розенко Д. А., Шихлярова А. И., Попова Н. Н., Вереникина Е. В., Меньшенина А. П., Арджа А. Ю. и др. Оценка эффективности купирования послеоперационной боли и нормализация адаптационного статуса у пациенток с онкопатологией репродуктивной системы. Южно-Российский онкологический журнал. 2021;2(1):14–25. https://doi.org/10.37748/2686-9039-2021-2-1-2

12. 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

13. Emmerzaal TL, Preston G, Geenen B, Verweij V, Wiesmann M, Vasileiou E, et al. Impaired mitochondrial complex I function as a candidate driver in the biological stress response and a concomitant stress-induced brain metabolic reprogramming in male mice. Transl Psychiatry. 2020 Jun 1;10(1):176. https://doi.org/10.1038/s41398-020-0858-y

14. Picard M, McEwen BS. Psychological Stress and Mitochondria: A Systematic Review. Psychosom Med. 2018 Mar;80(2):141–153. https://doi.org/10.1097/PSY.0000000000000545

15. Umemoto T, Hashimoto M, Matsumura T, Nakamura-Ishizu A, Suda T. Ca2+-mitochondria axis drives cell division in hematopoietic stem cells. J Exp Med. 2018 Aug 6;215(8):2097–2113. https://doi.org/10.1084/jem.20180421

16. Pivovarova NB, Andrews SB. Calcium-dependent mitochondrial function and dysfunction in neurons. FEBS J. 2010 Sep;277(18):3622–3636. https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2010.07754.x

17. Rossi A, Pizzo P, Filadi R. Calcium, mitochondria and cell metabolism: A functional triangle in bioenergetics. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2019 Jul;1866(7):1068–1078. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2018.10.016

18. Llorente-Folch I, Rueda CB, Pardo B, Szabadkai G, Duchen MR, Satrustegui J. The regulation of neuronal mitochondrial metabolism by calcium. J Physiol. 2015 Aug 15;593(16):3447–3462. https://doi.org/10.1113/JP270254

19. Rangaraju V, Calloway N, Ryan TA. Activity-driven local ATP synthesis is required for synaptic function. Cell. 2014 Feb 13;156(4):825–835. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.12.042

20. Shen S-M, Guo M, Xiong Z, Yu Y, Zhao X-Y, Zhang F-F, et al. AIF inhibits tumor metastasis by protecting PTEN from oxidation. EMBO Rep. 2015 Nov;16(11):1563–1580. https://doi.org/10.15252/embr.201540536

21. Li T, Li K, Zhang S, Wang Y, Xu Y, Cronin SJF, et al. Overexpression of apoptosis inducing factor aggravates hypoxic-ischemic brain injury in neonatal mice. Cell Death Dis. 2020 Jan 30;11(1):77. https://doi.org/10.1038/s41419-020-2280-z

22. Delavallée L, Mathiah N, Cabon L, Mazeraud A, Brunelle-Navas M-N, Lerner LK, et al. Mitochondrial AIF loss causes metabolic reprogramming, caspase-independent cell death blockade, embryonic lethality, and perinatal hydrocephalus. Mol Metab. 2020 Oct;40:101027. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2020.101027

23. Hangen E, Féraud O, Lachkar S, Mou H, Doti N, Fimia GM, et al. Interaction between AIF and CHCHD4 Regulates Respiratory Chain Biogenesis. Mol Cell. 2015 Jun 18;58(6):1001–1014. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2015.04.020

24. Bano D, Prehn JHM. Apoptosis-Inducing Factor (AIF) in Physiology and Disease: The Tale of a Repented Natural Born Killer. EBioMedicine. 2018 Apr;30:29–37. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2018.03.016

25. Anilkumar U, Khacho M, Cuillerier A, Harris R, Patten DA, Bilen M, et al. MCL-1Matrix maintains neuronal survival by enhancing mitochondrial integrity and bioenergetic capacity under stress conditions. Cell Death Dis. 2020 May 5;11(5):321. https://doi.org/10.1038/s41419-020-2498-9

26. González-Arzola K, Díaz-Quintana A, Rivero-Rodríguez F, Velázquez-Campoy A, De la Rosa MA, Díaz-Moreno I. Histone chaperone activity of Arabidopsis thaliana NRP1 is blocked by cytochrome c. Nucleic Acids Res. 2017 Feb 28;45(4):2150–2165. https://doi.org/10.1093/nar/gkw1215

27. Pérez-Mejías G, Guerra-Castellano A, Díaz-Quintana A, De la Rosa MA, Díaz-Moreno I. Cytochrome c: Surfing Off of the Mitochondrial Membrane on the Tops of Complexes III and IV. Comput Struct Biotechnol J. 2019;17:654–660. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2019.05.002

28. Mahapatra G, Varughese A, Ji Q, Lee I, Liu J, Vaishnav A, et al. Phosphorylation of Cytochrome c Threonine 28 Regulates Electron Transport Chain Activity in Kidney: IMPLICATIONS FOR AMP KINASE. J Biol Chem. 2017 Jan 6;292(1):64–79. https://doi.org/10.1074/jbc.M116.744664

29. Wan J, Kalpage HA, Vaishnav A, Liu J, Lee I, Mahapatra G, et al. Regulation of Respiration and Apoptosis by Cytochrome c Threonine 58 Phosphorylation. Sci Rep. 2019 Nov 1;9(1):15815. https://doi.org/10.1038/s41598-019-52101-z

30. Mishra OP, Randis T, Ashraf QM, Delivoria-Papadopoulos M. Hypoxia-induced Bax and Bcl-2 protein expression, caspase-9 activation, DNA fragmentation, and lipid peroxidation in mitochondria of the cerebral cortex of newborn piglets: the role of nitric oxide. Neuroscience. 2006 Sep 1;141(3):1339–1349. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2006.05.005


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Франциянц Е.М., Нескубина И.В., Черярина Н.Д., Сурикова Е.И., Шихлярова А.И., Бандовкина В.А., Немашкалова Л.А., Каплиева И.В., Трепитаки Л.К., Качесова П.С. Содержание факторов апоптоза в митохондриях клеток коры головного мозга самок мышей С57ВL/6 в динамике роста меланомы В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли. Research'n Practical Medicine Journal. 2022;9(2):10-20. https://doi.org/10.17709/2410-1893-2022-9-2-1

For citation:


Frantsiyants E.M., Neskubina I.V., Cheryarina N.D., Surikova E.I., Shikhlyarova A.I., Bandovkina V.A., Nemashkalova L.A., Kaplieva I.V., Trepitaki L.K., Kachesova P.S. Levels of apoptosis factors in mitochondria of brain cortex cells in female С57ВL/6 mice in dynamics of B16/F10 melanoma growth combined with comorbidity. Research and Practical Medicine Journal. 2022;9(2):10-20. (In Russ.) https://doi.org/10.17709/2410-1893-2022-9-2-1

Просмотров: 73


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-1893 (Online)
X