CC BY
27
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE. 2017. No. 3-2
УДК 577:616-006:616.092.9:571.27 DOI 10.23683/0321-3005-2017-3-2-45-50
МОНИТОРИНГ ФАКТОРОВ АПОПТОЗА В СЕЛЕЗЕНКЕ И ПЕЧЕНИ У КРЫС НА ЭТАПАХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТАСТАЗИРОВАНИЯ В ПЕЧЕНЬ
© 2017 г. И.В. Каплиева1, Е.М. Франциянц1, Л.К. Трепитаки1, Н.Д. Черярина1, Ю.А. Геворкян1,
Д.В. Бурцев2
Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, Ростов-на-Дону, Россия, 2Областной консультативно-диагностический центр, Ростов-на-Дону, Россия
MONITORING OF APOPTOSIS FACTORS IN SPLEEN AND LIVER OF RATS AT EXPERIMENTAL LIVER METASTASIS
I.V. Kaplieva1, E.M. Frantsiyants1, L.K. Trepitaki1, N.D. Cheryarina1, Yu.A. Gevorkyan1, D.V. Burtsev2
1Rostov Research Institute of Oncology, Rostov-on-Don, Russia, 2 Regional Consultative and Diagnostic Center, Rostov-on-Don, Russia
Каплиева Ирина Викторовна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, e-mail: kaplirina@yandex.ru
Франциянц Елена Михайловна - доктор биологических наук, профессор, руководитель лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, e-mail: super.gormon@yandex.ru
Трепитаки Лидия Константиновна - научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, e-mail: legolab69@yandex.ru
Черярина Наталья Дмитриевна - врач-лаборант, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, email: skalolas.92@yandex.ru
Геворкян Юрий Артушевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением абдоминальной онкологии № 2, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, e-mail: gevorkyan.000@mail.ru
Бурцев Дмитрий Владимирович - доктор медицинских наук, главный врач, Областной консультативно-диагностический центр, ул. Пушкинская 127, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия, e-mail: dr-burtsev@mail.ru
Irina V. Kaplieva - Candidate of Medicine, Senior Researcher, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: kaplirina@yandex.ru
Elena M. Frantsiyants - Doctor of Biological Science, Professor, Head of the Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: su-per.gormon@yandex.ru
Lidia K. Trepitaki - Researcher, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: legolab69@yandex.ru
Natalia D. Cheryarina - Doctor - Laboratory Assistant, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: skalolas.92@yandex.ru
Yuriy A. Gevorkyan - Doctor of Medicine, Professor, Head of the Department of Abdominal Oncology No. 2, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: gevorkyan.000@mail.ru
Dmitriy V. Burtsev - Doctor of Medicine, Main Doctor, Regional Consultative and Diagnostic Center, Pushkinskaya St., 127, Rostov-on-Don, 344000, Russia, e-mail: dr-burtsev@mail.ru
Метастазирование в печень - частое осложнение злокачественной патологии.
Цель - изучение динамики ТМЕ-а, цитохрома С и каспазы-3 (К-3) в опухолях (ОП), их паратуморальных зонах (ПЗо), метастазах печени (МТС), их параметастатических зонах (ПЗм) на этапах метастазирования в печень.
Методы Работа выполнена на 43 белых беспородных крысах-самцах. Через 1, 2, 5, 7 недель от начала эксперимента в ОП, ПЗо, МТС, ПЗм методом ИФА исследовали уровни ТМЕ-а, К-3 (BenderMedsystems, США) и цитохрома С (С^аЬю, Китай).
Результаты. В МТС печени содержание ТМЕ-а уменьшалось (в 6,7 раза), а цитохрома С - увеличивалось (в 4,0 раза). В ПЗм на фоне редукции цитохрома С (в 8,0раза) и К-3 (в 3,6раза) увеличивался уровень ТМЕ-а (в 3,6раза). В ОП, ПЗо и ПЗм у крыс с сочетанными МТС (наряду с МТС в печени возникали МТС в лёгких) увеличивалось образование К-3 и более значительно возрастал уровень ТМЕ-а.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 3-2
Заключение. Рост уровня факторов апоптоза в неоплазмах указывает на увеличение их злокачественности и способности к метастазированию.
Ключевые слова: TNF-a, каспаза-3, цитохром С, метастазы, крысы.
Liver metastasis is a common cancer complication.
Aim - studying the dynamics of TNF-a, cytochrome C and caspase-3 (C-3) in tumors (Ts), their paratumoral zones (PZt), liver metastases (MTS) and their parametastatic zones (PZm) at liver metastasis.
Methods. The study included 43 white outbred male rats. 1, 2, 5 and 7 weeks after the beginning of the experiment, levels of TNF-a, C-3 (BenderMedsystems, USA) and cytochrome C (Cusabio, China) were studied in Ts, PZt, MTS and PZm by ELISA.
Results. In liver MTS, levels of TNF-a decreased (by 6.7 times), and levels of cytochrome C increased (by 4.0 times). In PZm, reduction of cytochrome C (by 8.0 times) and C-3 (by 3.6 times) was accompanied by an increase in the TNF-a level (by 3.6 times).Ts, PZt and PZm of rats with combined MTS to the liver and lungs showed an increase of C-3 and a more significant increase in TNF-a.
Conclusions. The increasing levels of apoptosis factors in neoplasms demonstrate their higher malignancy and ability to metastasize.
Keywords: TNF-a, caspase-3, cytochrome C, liver metastasis, rats.
У больных с колоректальным раком метастазы (МТС) в печени возникают наиболее часто (60^80 %). Единственным потенциально эффективным методом их лечения является хирургическое удаление, приводящее к положительному результату только в 20^25 % случаев. Причина низкой резектабельно-сти - позднее обращение больных за помощью из-за бессимптомного начала процесса: жалобы появляются только тогда, когда метастазы становятся множественными, большими по размеру, прорастают в соседние органы. В результате оставшийся после резекции метастазов объём печени не справляется с выполнением своих функций. Ещё один неблагоприятный фактор - эмболизация воротной вены - интраоперационное осложнение, возникающее у 40^45 % пациентов [1]. Следовательно, чем раньше диагностированы МТС в печени и раньше начато их лечение, тем лучший исход ожидает пациента. Однако на сегодняшний день патогенез внутрипечёночного метастазирования изучен недостаточно полно. В этом аспекте интересно исследовать динамику факторов «апоптоза» - веществ, играющих неоднозначную роль в организме, в ткани первичного опухолевого узла и МТС печени на этапах их развития.
Семейство факторов некроза опухолей и каспазы принято считать маркерами апоптоза - генетически регулируемого процесса избавления от «ненужных» в функциональном отношении клеток. Кроме TNF-a и в, семейство факторов некроза опухолей включает Fas (CD95), FasL, TRAIL, CD40L, CD27L, OX30L, DR4 (TRAIL-R1), DR5 (TRAIL-R2). В семействе каспаз идентифицировано 14 ферментов. Наиболее значимой инициаторной каспазой, приводящей к запуску рецептор-опосредованного пути апоптоза, является каспаза-8. Митохондриальный путь апоптоза обычно опосредован активностью иници-аторной каспазы-9. В обоих случаях ключевой эф-фекторной каспазой, приводящей к расщеплению клеточного субстрата, служит каспаза-3. Цитохром
С запускает процесс активации каспазы-3 и каспазы-7, что в конечном итоге и приводит к фрагментации ДНК и апоптозу [2].
Факторы апоптоза плейотропны - кроме выполнения своей основной задачи, они участвуют и в других процессах. Известно, что TNF-a является провоспалительным цитокином; изменение его уровня в крови наряду с ГЬ2 и ГЬ8 значимо для прогнозирования продолжительности ремиссии при раке печени и толстого кишечника [3-5]. Каспаза-3 регулирует клеточный цикл, вовлекается в процес-синг цитокинов, дифференцировку миоцитов и нейробластов, пролиферацию Т-лимфоцитов, регенерацию кожи [6, 7]. Как и TNF-a, каспаза-3 задействована в злокачественном росте. Так, активируясь в умирающих эндотелиальных клетках, каспаза-3 через образование и секрецию PGE2 индуцирует пролиферацию клеток глиомы. Все описанные эффекты снимаются при её блокировании [8].
Целью настоящего исследования явилось изучение динамики факторов апоптоза: TNF-a, каспазы-3 и цитохрома С в селезенке, первичной опухоли (ОП) и её паратуморальной зоне (ПЗо), печени, МТС печени и их параметастатических зонах (ПЗм) на этапах метастатического поражения печени.
Материалы и методы
Эксперимент поставлен на 43 белых беспородных крысах-самцах весом 220-300 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария при естественном световом режиме и свободном доступе к еде и питью. Работу с животными проводили в соответствии с правилами Европейской конвенции о защите животных, используемых в экспериментах (дректива 86/609/ЕЕС). 1-ю группу составили ин-тактные самцы (п=7); 2-ю - контроль (К) - крысы с выведенной под кожу селезенкой (п=7); 3-ю (МТС1) - крысы через 1 неделю после перевивки С45 в селезенку (п=7); 4-ю (МТС2) - через
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
2 недели (n=6); 5-ю (МТС5) - через 5 недель (n=7); 6-ю (МТС7) - через 7 недель. Группа МТС7 подразделялась на 2 подгруппы: МТС7А - крысы с регионарными МТС в печени (n=6); МТС7Б - крысы с регионарными МТС в печени и отдаленными МТС в легких (n=3). МТС в печени у крыс получены по методике, предложенной нами ранее [9]. Через 1, 2, 5 и 7 недель с момента введения опухолевых клеток в селезенку крыс декапитировали на гильотине, все процедуры проводили в соответствии с международными правилами работы с животными (European Communities Council Directive, 86/609/ЕЕС). Селезенку, первичную опухоль, печень и МТС, расположенные в ней, выделяли на льду и готовили 2%-ю цитозольную фракцию на 0,1М калий-фосфатном буфере рН 7,4. Методом ИФА в полученных образцах биологического материала исследовали уровни TNF-a, каспазы-3
NATURAL SCIENCE. 2017. No. 3-2
(BenderMedsystems, США) и цитохрома С (Cusabio, Китай).
Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи параметрического критерия Стьюдента на персональном компьютере посредством программы STATISTICA 10.0 и непараметрического критерия Вилкоксона - Манна -Уитни. Достоверными считали различия между двумя выборками при р<0,05.
Результаты
Выведение селезенки под кожу приводило только к интраспленальному уменьшению (в 15,4 раза) уровня TNF-a (табл. 1, 2). Причиной этого, на наш взгляд, являлись активные процессы восстановления органа, в той или иной степени поврежденного при перемещении селезенки под кожу.
Таблица 1
Содержание факторов апоптоза в селезенке на этапах метастатического поражения печени (на грамм ткани) / Levels of apoptosis factors in the spleen at liver metastasis (per g of tissue)
Фактор Интактные Контроль МТС1 МТС2 МТС5 (ПЗ) МТС 7
А Б
ОП ПЗо ОП ПЗо
TNF-a, пг 101,79± ±14,92 6,62± ±1,44* 7,65± ±3,00 * 17,56± ±3,40*,+ 53,47± ±28,50+,1 116,88± ±12,42 +,1,2,5 182,28± ±20,58+,1А5,° 213,21± ±34,53+,1,2,5,7о 939,44± ± 102,35+^,2,5^,7
Каспаза-3, нг 1,97± ±0,49 0,98± ±0,19 0,91± ±0,10 0,46± ±0,02 *,+,1 0,46± ±0,09 *,+,1 0,63± ±0,05*^ 0,96± ±0,112,5,° 1,06±0,092,5,7 0,71±0,082,5,о
Цитохром С, нг 2,01± ±0,36 1,24± ±0,11 - - - 34,13± ±5,64*,+ 0,72± ±0,09*,+,о 1,91±0,23+,7 1,67±0,18+,7
* - достоверные отличия от интактных крыс; + - достоверные отличия от контроля; 1,2,5,7 - достоверные отличия от крыс из групп МТС1, МТС2, МТС5, МТС7А; о - достоверные отличия ПЗо от ОП у крыс из одной группы; 7о - достоверные отличия от ОП крыс из группы МТС7А.
Таблица 2
Содержание факторов апоптоза в печени на этапах её метастатического поражения (на грамм ткани) / Levels of apoptosis factors in the liver at liver metastasis (per g of tissue)
Фактор Интактные Контроль МТС1 МТС2 МТС5 МТС 7
А Б
МТС ПЗ МТС ПЗ
TNF-a, нг 1,21± ±0,18 0,73± ±0,20 1,90± ±0,78+ 2,90± ±1,32+ 0,93± ±0,09 0,18± ± 0,03*,+,1,2,5 3,36± ±0,80*,+,5,м 0,93± ±0,02*,1,2,7 12,82± ±1 84*,+,!,2,5,м,7
Каспаза-3, нг 1,11± ±0,20 0,74± ± 0,09 0,92± ± 0,11 1,04± ±0,07 1,09± ± 0,07 0,96± ±0,12 0,30± ±0,02*,1,2,5,м 0,71± ±0,082,5,7п 0,89± ±0,132,7п
Цитохром С, нг 1,91± ± 0,83 1,93± ± 0,21 6,99± ± 1,29*,+ 0,87± ±0,161 2,39± ± 0,98 9,56± ±0,84*,+,2,5 0,30± ±0,05*,+,1,2,5,м 8,88± ±0,80*,+,2,5 0,11± ±0,03*,+,',2,5,м
* - достоверные отличия от интактных крыс; + - достоверные отличия от контроля; 1,2,5,7 - достоверные отличия от крыс из групп МТС1, МТС2, МТС5, МТС7А; м - достоверные отличия ПЗм от МТС у крыс одной из групп МТС7А или МТС7Б; 7п - достоверные отличия от ПЗм крыс из группы МТС7А.
Через 1 неделю после введения опухолевых клеток в селезенку концентрации исследуемых веществ в ней не изменялись (табл. 1). В печени, напротив, происходило увеличение содержания TNF-a в 2,6 раза, цитохрома С - в 3,6, в то время как количество каспазы-3 оставалось прежним (табл. 2). Известно, что на увеличение уровня TNF-a может влиять убиквитин-подобный модификатор FAT10 [4]. Нарастание концентрации цитохрома С при отсутствии динамики каспазы-3 было отмечено другими исследователями при введении н-бутилового эфира кофейной кислоты в клеточную линию рака легкого A549, что способствовало апоптозу злокачественных клеток [10]. Следовательно, в печени через 1 неделю после введения опухолевых клеток в селезёнку процесс апоптоза гепатоцитов усиливался.
На 2-й неделе эксперимента перед выходом первичного опухолевого узла в селезенке нарастало содержание TNF-a - в 2,3 раза по сравнению с контролем, однако оно оставалось в 5,8 раза ниже ин-тактных значений; двукратно уменьшалась концентрация каспазы-3 (табл. 1). Известно, что TNF-a, с одной стороны, участвует в процессах апоптоза, с другой - стимулирует опухолевый рост и метаста-зирование [5]. Установлено, что TNF-a через увеличение экспрессии FAT10 в пределах микросреды опухоли вызывает уменьшение содержания MAD2, р53 или бета-катенина и, как следствие, увеличивает выживаемость, пролиферацию, инвазию и образование МТС раковых клеток [4]. В опытах на мышах обнаружено, что TNF-a совместно с VEGF и M-CSF может быть ответствен за увеличение мета-стазирования меланомы В16 в легкие [11]. Таким образом, увеличение уровня TNF-a в селезенке могло указывать как на начало процесса клеточного деления саркомы 45, так и на начавшееся метастази-рование в печень. Снижение уровня каспазы-3 - основного фактора апоптоза - также подтверждало прогресс первичного опухолевого узла. Установлено, что клетки ОП научились защищаться от апоптоза путем делеции гена каспазы-3 или снижения его трансляции. Комплекс р53/р60, образуемый в результате этого процесса и найденный во многих опухолевых клетках, позволяет избежать апоптоза [12]. В печени на фоне по-прежнему высокого уровня TNF-a уровень цитохрома С уменьшался до исходных цифр (табл. 2).
У крыс из группы МТС5 в период сформированного опухолевого узла в селезенке в ПЗо концентрация TNF-a увеличивалась ещё больше - в 3 раза, но оставалась в 1,9 раза меньше интактных величин; сохранялся низкий уровень каспазы-3 (табл. 1). Известно, что мезенхимальные клетки, предварительно стимулированные TNF-a, вызыва-
ют экспрессию трансформирующего фактора роста Р1 (TGF-P1) и способствуют инвазии опухолевых клеток [13]. Увеличение уровня TGF-P1 на 5-й неделе опухолевого развития мы наблюдали ранее в параллельно проводимом исследовании [14]. В печени все изучаемые факторы достоверно не изменялись (табл. 2).
В период сформированных МТС в печени (через 7 недель эксперимента) уровень TNF-a у крыс из группы МТС7А увеличивался в ОП в 2,2 раза, в ПЗо - в 3,4, в результате в ПЗо его становилось в
1.6 раза больше (табл. 1). Концентрация каспазы-3 возрастала только в ПЗо в 2,1 раза, её содержание здесь было в 1,5 раза больше, чем в ОП. В ОП резко, в 27,5 раза, увеличивалось количество цитохро-ма С, в то время как в ПЗо оно уменьшалось в
1.7 раза и становилось в 47,4 раза меньше, чем в ОП (табл. 1). Выявленная динамика исследуемых факторов в ОП и тканях, её окружающих, у крыс из группы МТС7А могла свидетельствовать об апоптозе, более выраженном в ПЗо. Причём одинаковым признаком апоптоза в ОП и ПЗо было накопление TNF-a, больше - в ПЗо. Отличительным признаком апоптоза злокачественной ткани было торможение образования каспазы-3 (накопление цитохрома С на фоне неизменного уровня каспазы-3). Аналогичные сдвиги были обнаружены при апоптозе клеточной линии рака лёгкого [10]. Отличительным признаком апоптоза «доброкачественных» клеток - спленоцитов, образующих ПЗо, расположенных по периферии ОП и сдавливаемых ею, являлось накопление каспазы-3 (количественное увеличение каспазы-3 сочеталось с уменьшением уровня цитохрома С).
В МТС печени у крыс из группы МТС7А, в отличие от ОП, содержание TNF-a резко уменьшалось (в 6,7 раза), в то время как в ПЗм - увеличивалось и становилось в 3,6 раза больше, чем в печени у крыс из группы МТС5, и в 18,5 раза больше, чем в самих МТС (табл. 2). Такая динамика TNF-a свидетельствовала об усилении апоптоза гепатоцитов, сдавливаемых растущими МТС, и подавлении этого процесса в самих МТС. На фоне стабильного уровня каспазы-3 количество цитохрома С в МТС увеличивалось в 4 раза (табл. 2). В ПЗм концентрации каспазы-3 и цитохрома С уменьшались соответственно в 3,6 и 8 раз и становились в 3,2 и в 32 раза меньше, чем в МТС (табл. 2). Следовательно, и в МТС, и в ПЗм нарушалось образование кас-пазы-3: в первом случае - непосредственно блокировался процесс активации каспазы-3 цитохромом С (несоответствие контрольного уровня каспазы-3 и увеличенного содержания цитохрома С), во втором -блокировался процесс высвобождения цитохрома С. Низкий уровень каспазы-3 в ОП и в ПЗм у крыс
этой группы, на наш взгляд, предотвращал отдалённое метастазирование злокачественных клеток в лёгкие, поскольку известно, что каспазные ингибиторы и миРНК каспазы-3 способны предотвращать инвазию опухолевых клеток [7].
В ОП и ПЗо у крыс из группы МТС7Б, где наряду с печеночными МТС регистрировались МТС в лёгких, количество TNF-a было большим, чем у крыс из группы МТС7А: в ОП - в 1,8 раза, в ПЗо -в 5,2, при этом содержание ХОТ^ в ПЗо - в
4.4 раза больше, чем в ОП (табл. 1). В МТС и ПЗм у крыс из группы МТС7Б уровень так же, как и в ОП и ПЗо, был больше, чем у крыс из группы МТС7А, соответственно в 5,2 и в 3,8 раза, при этом количество TNF-a в МТС не отличалось от контроля, а в ПЗм - превышало контрольные значения в 13,8 раза (табл. 2).
Большое содержание TNF-a в ОП и ПЗо у крыс из групп МТС7А и МТС7Б, а также большее количество TNF-a в тканях, окружающих злокачественные образования (первичные и метастатические), чем в самих неоплазмах, указывали на более выраженные в них апоптотические процессы. Следовательно, апоптоз был максимально выражен в ПЗо и ПЗм, в то время как в МТС его не было. Кроме того, у крыс из группы МТС7Б апоптоз в ОП, ПЗо и ПЗм был больше, чем в группе МТС7А (более высокий уровень TNF-a). Эти результаты согласуются с меньшим весом и объёмом ОП у крыс из группы МТС7Б по сравнению с группой МТС7А. Большие уровни ГОТ^ в ОП, ПЗо, МТС, ПТЗм у крыс из группы МТС7Б могли указывать на большую злокачественность неоплазм. Известно, что при индукции апоптоза раковые клетки вместо смерти могут приобретать способность к инвазии [7]. Введение аспирина в дозах, приводящих к уменьшению TNF-a и других провоспалительных факторов в крови кроликов с имплантированными опухолями печени, тормозило рост опухоли печени и уменьшало её метастазирование в легкие и почки [5]. TNF-a наряду с ГЬ6 вносит вклад в потерю экспрессии маркеров, специфичных для печени, а TGF-P1, высвобождение которого он стимулирует, индуцирует эпителий-мезенхимальный переход НераК£-1Шер [15].
В ОП и в ПЗо у крыс из группы МТС7Б уровень каспазы-3 увеличивался соответственно в 2,3 и в 1,5 раза, в результате её содержание в ОП становилось в
1.5 раза больше, чем в ПЗо (табл. 1). Концентрация цитохрома С по сравнению с контролем возрастала незначительно: в ОП - в 1,5, в ПЗо - в 1,3 раза, и при этом не отличалась от интактных значений селезёнки (табл. 1). Уровень каспазы-3 в МТС у крыс из группы МТС7Б уменьшался в 1,5 раза и достоверно не отличался от ПЗм (табл. 2). Цитохром С вёл себя
как и в группе МТС7А: увеличивался в МТС в 3,7, уменьшался в ПЗм в 21,7 раза, в результате в ПЗм содержание цитохрома С было в 80,4 раза меньше, чем в МТС (табл. 2). Следовательно, в МТС у крыс из группы МТС7Б, как и в группе МТС7А, блокировался процесс активации каспазы-3 цитохромом С (несоответствие контрольного уровня каспазы-3 и увеличенного содержания цитохрома С). В ПЗм образованию каспазы-3 ничего не мешало (низкий уровень цитохрома С сочетался с контрольным уровнем каспазы-3). Известно, что каспазы, связанные с мембраной апоптотических клеток, способны расщеплять внеклеточный матрикс [16], поэтому усиление продукции каспазы-3 в ОП, ПЗо, ПЗм у крыс из группы МТС7Б, скорее всего, способствовало дальнейшему распространению злокачественных клеток. Кроме того, каспаза-3 также стимулирует секрецию PGE2, необходимого для выживания окружающих клеток; активация каспазы-3 помогает росту опухоли за счет стимулирующего влияния на внутриопухолевый ангиогенез [16].
Таким образом, мы подтвердили факт участия TNF-а, каспазы-3 и цитохрома С в процессах злокачественного роста и метастазирования. Причём если увеличение их уровня в нормальных тканях свидетельствовало об апоптозе, то в неоплазмах - об усилении их злокачественности, повышении инвазивности и увеличении склонности к метастазированию.
Литература
1. Fichtl J., Treska V., Lysak D., Mirka H., Duras P., Karlikova M., Skalicky T., Vodicka J., Topolcan O. Predictive value of growth factors and interleukins for future liver remnant volume and colorectal liver metastasis volume growth following portal vein embolization and autologous stem cell application // Anticancer Res. 2016. Vol. 36(4). P.1901-1907.
2. Вишнякова П.А., Доронин И.И., Холоденко И.В., Ря-занцев Д.Ю., Молотковская И.М., Холоденко Р.В. Участие каспаз в клеточной гибели, индуцированной GD2-специфичными антителами // Биоорганическая химия. 2014. Вып. 40 (3). С. 305-14.
3. Lukasiak S, Schiller C, Oehlschlaeger P., Schmidtke G, Krause P., Legler D.F., Autschbach F, Schirmacher P., Breuhahn K, Groettrup M. Proinflammatory cytokines cause FAT10 upregulation in cancers of liver and colon // Oncogene. 2008. Vol. 27 (46). Р. 6068-6074. DOI 10.1038/onc.2008.201.
4. Aichem A., Groettrup M. The ubiquitin-like modifier FAT10 in cancer development // Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2016. Vol. 5. Р.1357-2725. DOI 10.1016/j.biocel.2016.07.001.
5. Jiang T., Zhang X., Ding J., Duan B., Lu S. Inflammation and cancer: inhibiting the progression of residual hepatic VX2 carcinoma by anti-inflammatory drug after incomplete radiofrequency ablation // Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2015. Vol. 8(11). Р. 13945-13956.
6. KhalilH., BertrandM.J. M., Vandenabeele P., Widmann C. Caspase-3 and RasGAP: a stress-sensing survival/demise switch // Trends in Cell. Biology. 2014. Vol. 24(2). Р. 83-89.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 3-2
7. Boehm D., Mazurier C., GiarratanaM.-C., Darghouth D., Faussat A.-M., Harmand L., Douay L. Caspase-3 Is Involved in the Signalling in Erythroid Differentiation by Targeting Late Progenitors // Plos One. 2013. Vol. 8(5). Р. 984-989.
8. Mao P., Smith L., Xie W., Wang M. Dying endothelial cells stimulate proliferation of malignant glioma cells via a caspase 3-mediated pathway // Oncology Letters. 2013. Vol. 5(5). Р. 1615-1620.
9. Кит О.И., Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Трепита-ки Л.К., Евстратова О.Ф. Способ получения метастазов печени в эксперименте // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2014. № 157(6). С. 745-747.
10. Zhang Y.H., Yan H.Q., Wang F. TIPE2 inhibits TNF-a-induced hepatocellular carcinoma cell metastasis via Erk1/2 down regulation and NF-kB activation // Int. J. Oncol. 2015. Vol. 46(1). Р. 254-264. DOI 10.3892/ijo.2014.2725.
11. Zhang Y.H., Xu J., Bi Y., JiangM., Xu X., Liu Q., Jia J. Primary tumor regulates the pulmonary microenvironment in melanoma carcinoma model and facilitates lung metastasis // J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2013. Vol. 139(1). Р. 57-65. DOI 10.1007/s00432-012-1299-7.
12. Яровая ГА., Нешкова ЕА., Мартынова ЕА., Блохина Т.Б. Роль протеолитических ферментов в контроле различных стадий апоптоза // Лаб. медицина. 2011. № 11. С. 39-52.
13. Zhou H.S., Su X.F., Fu X.L., Wu G.Z., Luo K.L., Fang Z., Yu F., Liu H., Hu H.J., Chen L.S., Cai B., Tian Z.Q. Mesenchy-mal stem cells promote pancreatic adenocarcinoma cells invasion by transforming growth factor-P1 induced epithelial-mesenchymal transition // Oncotarget. 2016. May 12. DOI 10.18632/oncotarget. 9319.
14. Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Погорелова Ю.А. Динамика ростовых факторов в селезенке и печени у крыс на разных стадиях воссоздания метастатического процесса в печени // Экспер. и клин. гастроэнтерология. 2014. № 10. С. 38-43.
15. Dubois-Pot-Schneider H., Fekir K., Coulouarn C., Glaise D., Aninat C., Jarnouen K., Le Guevel R., Kubo T., Ishida S., Morel F., Corlu A. Inflammatory cytokines promote the retrodifferentiation of tumor-derived hepatocyte-like cells to progenitor cells // Hepatology. 2014. Vol. 60(6). Р. 2077-2090. DOI 10.1002/hep.27353.
16. Яковлев А.А. Плейотропные протеазы в функционировании мозга: каспаза-3 и катепсин В : дис. ... д-ра биол. наук. М., 2016. 248 с.
References
1. Fichtl J., Treska V., Lysak D., Mirka H., Duras P., Kar-likova M., Skalicky T., Vodicka J., Topolcan O. Predictive value of growth factors and interleukins for future liver remnant volume and colorectal liver metastasis volume growth following portal vein embolization and autologous stem cell application. Anticancer Res. 2016, vol. 36 (4), pp. 1901-1907.
2. Vishnyakova P.A., Doronin I.I., Kholodenko I.V., Rya-zantsev D.Yu., Molotkovskaya I.M., Kholodenko R.V. Uchastie kaspaz v kletochnoi gibeli, indutsirovannoi GD2-spetsifichnymi antitelami [The involvement of caspases in cell death induced by GD2-specific antibodies]. Bioorganicheskaya khimiya. 2014, iss. 40 (3), pp. 305-314.
3. Lukasiak S., Schiller C., Oehlschlaeger P., Schmidtke G., Krause P., Legler D.F., Autschbach F., Schirmacher P., Breu-hahn K., Groettrup M. Proinflammatory cytokines cause FAT10
Поступила в редакцию /Received_
upregulation in cancers of liver and colon. Oncogene. 2008, vol. 27 (46), pp. 6068-6074. DOI 10.1038/onc.2008.201.
4. Aichem A., Groettrup M. The ubiquitin-like modifier FAT10 in cancer development. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2016, vol. 5, pp. 1357-2725. DOI 10.1016/j.biocel.2016.07.001.
5. Jiang T., Zhang X., Ding J., Duan B., Lu S. Inflammation and cancer: inhibiting the progression of residual hepatic VX2 carcinoma by anti-inflammatory drug after incomplete radiofrequency ablation. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2015, vol. 8 (11), pp. 13945-13956.
6. Khalil H., Bertrand M.J. M., Vandenabeele P., Widmann C. Caspase-3 and RasGAP: a stress-sensing survival/demise switch. Trends in Cell. Biology. 2014, vol. 24 (2), pp. 83-89.
7. Boehm D., Mazurier C., Giarratana M.-C., Darghouth D., Faussat A.-M., Harmand L., Douay L. Caspase-3 is Involved in the Signalling in Erythroid Differentiation by Targeting Late Progenitors. Plos One. 2013, vol. 8 (5), pp. 984-989.
8. Mao P., Smith L., Xie W., Wang M. Dying endothelial cells stimulate proliferation of malignant glioma cells via a caspase 3-mediated pathway. Oncology Letters. 2013, vol. 5 (5), pp. 1615-1620.
9. Kit O.I., Frantsiyants E.M., Kaplieva I.V., Trepitaki L.K., Evstratova O.F. Sposob polucheniya metastazov pecheni v ek-sperimente [Method of obtaining liver metastases in the experiment]. Byul. eksperim. biologii i meditsiny. 2014, No. 157 (6), pp. 745-747.
10. Zhang Y.H., Yan H.Q., Wang F. TIPE2 inhibits TNF-a-induced hepatocellular carcinoma cell metastasis via Erk1/2 down regulation and NF-kB activation. Int. J. Oncol. 2015, vol. 46 (1), pp. 254-264. DOI 10.3892/ijo.2014.2725.
11. Zhang Y.H., Xu J., Bi Y., Jiang M., Xu X., Liu Q., Jia J. Primary tumor regulates the pulmonary microenvironment in melanoma carcinoma model and facilitates lung metastasis. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2013, vol. 139 (1), pp. 57-65. DOI 10.1007/s00432-012-1299-7.
12. Yarovaya G.A., Neshkova E.A., Martynova E.A., Blokhina T.B. Rol' proteoliticheskikh fermentov v kontrole razlich-nykh stadii apoptoza [The role of proteolytic enzymes in the control of various stages of apoptosis]. Lab. meditsina. 2011, No. 11, pp. 39-52.
13. Zhou H.S., Su X.F., Fu X.L., Wu G.Z., Luo K.L., Fang Z., Yu F., Liu H., Hu H.J., Chen L.S., Cai B., Tian Z.Q. Mesen-chymal stem cells promote pancreatic adenocarcinoma cells invasion by transforming growth factor-P1 induced epithelial-mesenchymal transition. Oncotarget. 2016, May 12. DOI 10.18632/oncotarget. 9319.
14. Frantsiyants E.M., Kaplieva I.V., Trepitaki L.K., Po-gorelova Yu.A. Dinamika rostovykh faktorov v selezenke i pecheni u krys na raznykh stadiyakh vossozdaniya metastatich-eskogo protsessa v pecheni [Dynamics of growth factors in the spleen and liver in rats at different stages of reconstitution of the metastatic process in the liver]. Eksper. i klin. gastroenterologi-ya. 2014, No. 10, pp. 38-43.
15. Dubois-Pot-Schneider H., Fekir K., Coulouarn C., Glaise D., Aninat C., Jarnouen K., Le Guével R., Kubo T., Ishida S., Morel F., Corlu A. Inflammatory cytokines promote the retrodifferentiation of tumor-derived hepatocyte-like cells to progenitor cells. Hepatology. 2014, vol. 60 (6), pp. 2077-2090. DOI 10.1002/hep.27353.
16. Yakovlev A.A. Pleiotropnye proteazy v funktsion-irovanii mozga: kaspaza-3 i katepsin V: dis. ... d-ra biol. nauk [Pleiotropic proteases in the functioning of the brain: caspase-3 and cathepsin B]. Moscow, 2016, 248 p.
_5 июня 2017 г. / June 5, 2017
