Научная статья на тему 'Зависимость эластических свойств неоуретры от экспрессии различных типов коллагена (на экспериментальной модели гипоспадии)'

Зависимость эластических свойств неоуретры от экспрессии различных типов коллагена (на экспериментальной модели гипоспадии) Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
146
59
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Детская хирургия
ВАК
RSCI
Ключевые слова
ГИПОСПАДИЯ / УРЕТРА / РАСТЯЖИМОСТЬ УРЕТРЫ / ЭЛАСТИЧНОСТЬ УРЕТРЫ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ / HYPOSPADIAS / URETHRA / ELASTICITY / EXPERIMENTAL MODEL / COMPLIANCE

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Марченко А. С., Жесус Л. Е., Зоркин Сергей Николаевич, Пиппи-салле Ж. Л., Апакина А. В.

Известно, что данные урофлуометрии после проведения оперативного лечения гипоспадии методом тубуляризации уретральной пластинки с обязательным продольным послабляющим разрезом (TIP) [1] значительно отличаются от таковых в норме. Подобные нарушения могут быть связаны с регенеративным процессом иссеченной области, в частности с особенностью состояния коллагеновых волокон. Пересадка свободного имплантата внутреннего листка кожи крайней плоти в месте рассечения уретральной пластинки может увеличить податливость оперированной уретры и снизить частоту послеоперационных нарушений мочеиспускания. Поскольку различные типы коллагена экстрацелюлярного матрикса отвечают не только за эластичность, но и за немеханические свойства тканей, они могут влиять и на динамику потока. Цель работы: изучить типы и количественную экспрессию коллагена в неоперированной уретре в сравнении с уретрой, оперированной по принципу TIP и TIP с использованием имплантата. Нами была создана модель TIP и TIP с использованием имплантата на лабораторных кроликах. Стандартизованные уретральные сегменты (уретра и кавернозные тела) были получены после проведения оперативного вмешательства. Тканевые концентрации коллагенов I, III, IV,VII и XIII измерялись методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в трех группах животных: 6 нед после проведения операции TIP и TIP с использованием имплантата, а также у неоперированных животных. Уровни экспрессии матричной РНК (мРНК) наиболее структурных коллагенов I и III типов статистически не различались между группами оперированных животных и в контроле. Концентрации VI и VIII типов коллагена оказались более низкими в оперированных группах, по сравнению с группой контроля, а концентрации IV типа коллагена более высокими. Причем выявлены статистически значимые различия для коллагена VIII типа (р < 0,05). Концентрация коллагена XIII типа была выше в контрольной группе по сравнению с таковой в группе оперированных животных (p < 0,01), но количественно не различалась в группах с проведенной уретропластикой. Выявлены различия экспрессии мРНК коллагена уретры после проведения двух самых распространенных методов оперативного вмешательства при гипоспадии. Податливость уретры может быть обусловлена различной степенью экспрессии основных типов коллагена, что определяет свойства эластичности тканей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Марченко А. С., Жесус Л. Е., Зоркин Сергей Николаевич, Пиппи-салле Ж. Л., Апакина А. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE DEPENDENCE OF ELASTIC PROPERTIES ON NEOUERTHER ON THE EXPRESSION OF DIFFERENT TYPES OF COLLAGEN (USING AN EXPERIMENTAL HYPOSPADIAS MODEL)

As known, results of uroflometry after surgical treatment of hypospadias by tubularization of the urethral plate with an obligatory relaxing longitudinal incision (TIP) (Snodgrass W et al., 1994) are significantly different from normal values. It may be attributed to the regenerative process in the dissected region especially the state of collagen fibers. Transposition of a free implant of internal prepucial layer toward the dissected urethral plate may increase urethral compliance and decrease the frequency of postoperative disorders of micturition. Because different types of extracellular matrix collagen determine not only elasticity but also nonmechanical properties of the tissues, they are likely to influence flow dynamics. Aim. To study types and expression of collagen in intact urethra compared with that operated by the TIP method with and without an implant. Materials and methods. We developed a rabbit TIP model with and without implant. Standardized urethral segments (urethra and cavernous bodies) were obtained after surgical intervention. Tissue levels of collagen I, III, IV, VII, and XIII were measured by PCR in three groups of animals 6 weeks after TIP surgery with and without implant and in intact animals. Results. Expression of mRNA of most structured collagens I and III was not significantly different between the groups of operated animals and from intact rabbits. Concentrations of collagens VI and VIII in operated animals proved lower and those of collagen IV higher than in controls. The difference was significant for collagen VIII (p < 0.05). Collagen XIII levels in intact animals were higher than in operated ones (p<0.01) but were not different between the groups of operated rabbits (p<0.01). Conclusion. Expression of mRNA of urethral collagen was different after the most frequently used surgical interventions for the treatment of hypospadias. Urethral compliance may be due to different expression of the main types of collagen that determines tissue elasticity.

Текст научной работы на тему «Зависимость эластических свойств неоуретры от экспрессии различных типов коллагена (на экспериментальной модели гипоспадии)»

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013

УДК 616.643-089.844-07

А. С. Марченко1, Л. Е. Жесус2, С. Н. Зоркин1, Ж. Л. Пиппи-Салле3, А. В. Апакина1, А. А. Суходольский4, Д. С. Шахновский1

ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕОУРЕТРЫ ОТ ЭКСПРЕССИИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КОЛЛАГЕНА (НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ГИПОСПАДИИ)

1ФГБУ Научный центр здоровья детей Российской академии медицинских наук, 119991, Москва, Россия; 2Университетская клиника Антонио Педро, Рио-де-Жанейро, Бразилия; 3Университетская клиника Сик Кидс, Торонто, Канада;

4МУЗ Люберецкая детская городская больница Минздрава России, 140000, Люберцы, Москва, Россия Зоркин Сергей Николаевич (Zorkin Sergey Nikolaevich); e-mail: zorkin@nczd.ru

Известно, что данные урофлуометрии после проведения оперативного лечения гипоспадии методом тубуляризации уретральной пластинки с обязательным продольным послабляющим разрезом (TIP) [1] значительно отличаются от таковых в норме. Подобные нарушения могут быть связаны с регенеративным процессом иссеченной области, в частности с особенностью состояния коллагеновых волокон. Пересадка свободного имплантата внутреннего листка кожи крайней плоти в месте рассечения уретральной пластинки может увеличить податливость оперированной уретры и снизить частоту послеоперационных нарушений мочеиспускания. Поскольку различные типы коллагена экстрацелюлярного матрикса отвечают не только за эластичность, но и за немеханические свойства тканей, они могут влиять и на динамику потока. Цель работы: изучить типы и количественную экспрессию коллагена в неоперированной уретре в сравнении с уретрой, оперированной по принципу TIP и TIP с использованием имплантата.

Нами была создана модель TIP и TIP с использованием имплантата на лабораторных кроликах. Стандартизованные уретральные сегменты (уретра и кавернозные тела) были получены после проведения оперативного вмешательства. Тканевые концентрации коллагенов I, III, IV,VII и XIII измерялись методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в трех группах животных: 6 нед после проведения операции TIP и TIP с использованием имплантата, а также у неоперированных животных. Уровни экспрессии матричной РНК (мРНК) наиболее структурных коллагенов I и III типов статистически не различались между группами оперированных животных и в контроле. Концентрации VI и VIII типов коллагена оказались более низкими в оперированных группах, по сравнению с группой контроля, а концентрации IVтипа коллагена — более высокими. Причем выявлены статистически значимые различия для коллагена VIII типа (р < 0,05). Концентрация коллагена XIII типа была выше в контрольной группе по сравнению с таковой в группе оперированных животных (p < 0,01), но количественно не различалась в группах с проведенной уретропластикой.

Выявлены различия экспрессии мРНК коллагена уретры после проведения двух самых распространенных методов оперативного вмешательства при гипоспадии. Податливость уретры может быть обусловлена различной степенью экспрессии основных типов коллагена, что определяет свойства эластичности тканей.

Ключевые слова: гипоспадия; уретра; растяжимость уретры; эластичность уретры; экспериментальная модель

THE DEPENDENCE OF ELASTIC PROPERTIES ON NEOUERTHER ON THE EXPRESSION

OF DIFFERENT TYPES OF COLLAGEN (USING AN EXPERIMENTAL HYPOSPADIAS MODEL)

Marchenko A.S., Zhesus L.E., Zorkin S.N., Pippi-Salle Zh.L., Apakina A.V., Sukhodol'sky A.A., Shakhnovsky D.S.

Children s Health Research Centre, Moscow, Russia

Antonio Pedro University Clinic, Rio de Janeiro, Brasil

Seek Kids University Clinic, Toronto, Canada

Children s Clinical Hospital, Lubertsy, Moscow region, Russia

As known, results of uroflometry after surgical treatment of hypospadias by tubularization of the urethral plate with an obligatory relaxing longitudinal incision (TIP) (Snodgrass W et al., 1994) are significantly different from normal values. It may be attributed to the regenerative process in the dissected region especially the state of collagen fibers. Transposition of a free implant of internal prepucial layer toward the dissected urethral plate may increase urethral compliance and decrease the frequency of postoperative disorders of micturition. Because different types of extracellular matrix collagen determine not only elasticity but also non-mechanical properties of the tissues, they are likely to influence flow dynamics.

Aim. To study types and expression of collagen in intact urethra compared with that operated by the TIP method with and without an implant.

Materials and methods. We developed a rabbit TIP model with and without implant. Standardized urethral segments (urethra and cavernous bodies) were obtained after surgical intervention. Tissue levels of collagen I, III, IV, VII, and XIII were measured by PCR in three groups of animals 6 weeks after TIP surgery with and without implant and in intact animals.

Results. Expression of mRNA of most structured collagens I and III was not significantly different between the groups of operated animals and from intact rabbits. Concentrations of collagens VI and VIII in operated animals proved lower and those of collagen IV higher than in controls. The difference was significant for collagen VIII (p < 0.05). Collagen XIII levels in intact animals were higher than in operated ones (p<0.01) but were not different between the groups of operated rabbits (p<0.01).

Conclusion. Expression of mRNA of urethral collagen was different after the most frequently used surgical interventions for the treatment of hypospadias. Urethral compliance may be due to different expression of the main types of collagen that determines tissue elasticity.

Key words: hypospadias, urethra, compliance, elasticity, experimental model

Метод тубуляризации уретральной пластинки с выполнением продольного послабляющего разреза (TIP) является наиболее используемым методом оперативной коррекции гипоспадии [1]. Несмотря на отличные косметические результаты, данные урофлуометрии после проведения оперативного лечения значительно отличаются от таковых в норме. Однако изменения диаметра уретры и анатомического стеноза при этом не наблюдается. Операция влечет за собой изменение податливости уретры, что, возможно, связанно с уменьшением концентрации эластиновых волокон или снижением концентрации, нарушением архитектоники и распределения различных типов коллагена. Согласно закону Пуазейля, сопротивление (Q) к потоку в трубе с вязкоэластичными специфическими свойствами жидкостей прямо пропорционально радиусу (R) в четвертой степени и изменению давления (AP) и обратно пропорционально вязкости жидкости (ц) (мочи в нашем случае) и длине (L) трубки (Q = nR4AP/8 ^L). Таким образом, в менее податливой трубке сопротивление потоку будет возрастать пропорционально уменьшению функционального радиуса в ответ на прохождение жидкости при одинаковом давлении [2]. Данное наблюдение снижения потока в экспериментальной модели уретры с нестенотичным неподатливым сегментом было подтверждено работой T. Idzenda и соавт. [3].

В литературе опубликованы данные о наличии нормальных концентраций общего коллагена в неоуретрах после оперативного вмешательства методом TIP [4]. Также существуют публикации о нарушениях распределения I, III и IV типов коллагена в оперированных уретрах [5]. Возможно, нарушение биофизических свойств оперированной уретры продиктовано количеством и особенностями распределения основных типов коллагена. Кроме того, область продольного рассечения уретры методом TIP может регенерировать в результате вторичного натяжения и фибро-зирования, что приводит к нарушению податливости. Добавление свободного имплантата внутреннего листка кожи крайней плоти в месте рассечения уретры, возможно, снижает количество рубцовой ткани, что приводит к увеличению податливости уретры [6].

Целью данной работы является изучение распределения коллагена в нормальной, и оперированной уретре методом TIP и TIP с применением имплантата на экспериментальной модели гипоспадии.

Материалы и методы

Протокол исследования был одобрен Комитетом по защите животных (Animal Care Committee) REB 1000007883.

27 зрелых самцов новозеландских кроликов массой 3—3,5 кг содержались в индивидуальных клетках, получая стандартный рацион и воду. Преанестезия проводилась с использованием кетамина и ацепромазина. Анестезия проводилась с использованием га-лотана, оксида азота и кислорода через маску. Для местной анестезии использовался 2% лидокаин.

Животные были разделены на 3 группы.

1. Контрольная группа (n = 9) — нормальные неопериро-ваные взрослые самцы кроликов.

2. TIP модель [TIP — уретропластика методом тубу-ляризации уретральной пластинки с ее продольным послабляющим разрезом (методика Snodgrass)] (n = 9) — животные, подвергавшиеся TIP. После "освежения" полового члена с сохранением уретральной пластинки выполнялась ее тубу-ляризация на нелатоновом катетере 10F с использованием непрерывного однослойного шва polydioxanone 6.0. Катетер удалялся сразу после завершения операции. Оперированная уретра состояла из сегмента размером 2,5 см на расстоянии 1см проксимально от головки.

3. TIP+G модель (TIP+G — уретропластика методом использования свободного имплантата внутреннего листка кожи крайней плоти для закрытия дефекта между двумя половинами дорсальной части рассеченной уретральной пластинки) (n = 9) — животные, прооперированные по методике TIP, за исключением подшивания имплантата крайней плоти, чтобы покрыть дефект между двумя половинами дорсальной части надсеченной уретральной пластинки. Проводилось удаление жировой ткани с имплантата с последующей его фиксацией по краям иссеченного дорсального участка уретры и подшиванием его к белочной оболочке посредством непрерывного шва 7.0 polyglactin.

После окончания действия анестезии животные были возвращены в клетки. В постоперационном периоде необходимости в обезболивании не было. 3 животных были исключены из исследования в связи с техническими трудностями получения материала (1 TIP, 1 TIP+G) и 1 животное (TIP+G) было исключено по причине смерти в постоперационном периоде. В результате вскрытия животного причину смерти установить не удалось. Микроскопически не были выявлены изменения в уретре, которая легко катетеризировалась 10F катетером. Остальные животные наблюдались в течение 6 нед и затем были усыплены летальной дозой анестетика. После усыпления кожа полового члена и бульбоуретральные железы были полностью отсепарированы для мобилизации уретры. Уретра и кавернозные тела затем были прошиты 3.0 шелком на уровне лобковой кости с выделением реконструированного уретрального сегмента. Дистальную треть сегмента использовали для проведения ПЦР. Оставшиеся 2/3 уретры — для гистохимических исследований. После получения всех образцов, пять были исключены в связи с техническими трудностями по их хранению и подготовке и один TIP+G-образец был исключен из статистического анализа в связи с резко отличающимся уровнем коллагена XIII. Таким образом, исследовались по 6 образцов в каждой группе.

Перед проведением ПЦР образец промывали в 0,9% растворе NaCl, моментально замораживали с использованием сухого льда и помещали для хранения в морозильную камеру с температурой -80С. Затем проводилась оценка коллагенов I,

Праймеры, использованные в полимеразной цепной реакции (отмечены как 5' к 3')

Темпе-

ГЕН FW-праймер RV- праймер ратура отжига, oC

Col1a2 ATG GAT GAG GAA ACT GGC AAC T GCC ATC GAC AAG AAC AGT GTA AGT 63

Col3 AAG CCC CAG CAG AAA ATT G TGG TGG AAC AGC AAA AAT CA 52

Col4a1 CAA GGC CCC CAA GGC GAC AG CTC CAG GAG GTC CGG GGT CG 68

Col6 CCC CGA CCG ACA TCA CCA TCC TAC CTT GGC GAA GCG CTT CGT GGT GT 68

Col8a1 CCT CTC TGC CCG ACC TTA CGT GC AGG ACC AGT GTC CCT GCT TGT GT 68

Col13 CCC GGG CTG GGA CAG AA TCC CCG GCT CAC CCT TGG AG 60

GAPDH GGA GAA AGC TGC TAA GTA ACG ACC TGG TCC TCG GTG TA 54

Beta Actin CGG CTA CAG CTT CAC CAC CA CGG GCA GCT CGT AGC TCT TC 63

III, IV, VI, VIII и XIII типов. По каждому из типов коллагена выделяли РНК с использованием oligoDT праймеров и обратной транскриптазы (Invitrogen®) (см. таблицу). Праймеры были собраны и оттестированы перед применением. ДНК выделяли с помощью раствора TRIzol®. Стандартизация результатов использовалась для референтных генов b-actin и HPRT. Амплификация проводилась методом флюоресценции (SYBRgreen) с 90—110% эффективностью.

Сравнительный и дескриптивный анализ проводили с использованием статистического программного обеспечения (XLSTAT-Pro®, Addinsoft USA, New York). Статистический анализ проводился с использованием теста Kruskall—Walis и оказался достоверным со значением p < 0,05.

Результаты и обсуждение

В результате исследования в экспериментальных группах были получены более низкие уровни экспрессии РНК для VI, VIII, XIII типов коллагена и более высокие уровни для коллагена IV типа в сравнении с таковыми в контрольной группе. Эти различия в особой степени проявляются в TIP+G-группе (p < 0,01). Было установлено статистически значимое различие по коллагену VIII типа в оперированных группах по сравнению с группой контроля (p < 0,05). Особенно это проявлялось в TIP+G-группе (p < 0,01). Уровни экспрессии коллагена I и III типов были примерно одинаковыми в трех группах (см. рисунок).

Разные типы коллагена отвечают за различные биологические функции, связанные со структурой и податливостью тканей, модулированием тканевого метаболизма, реконструкцией, репарацией, процессами ремоделирования и ангиогенеза. Эти функции запрограммированы комплексом взаимодействий с рецепторами клеток и экстрацеллюлярным матриксом, включая биологический сигналлинг. Твердость и трехмерная пространственная группировка архитектоники коллагена влияет на механические свойства тканей. Изменения в общей концентрации и/или пространственной концентрации различных типов коллагена могут прямым образом влиять на данные свойства.

У млекопитающих присутствует 28 типов коллагена, который подразделяется на восемь семейств %

2,5-,

2,0-

| | Все прооперированные животные (TIP, TIP+G)

Контроль

Средние значения типов коллагена.

(фибриллформирующие, тройные спиралевидные фибриллассоциированные — FACIT, мембранообра-зующие, микрофибриллярные, якорные фибриллобра-зующие, короткие цепи, трансмембранные коллагены и мультиплексины) [7, 8]. Понимание их функций и взаиморегуляции находится лишь в стадии начального анализа. Опубликовано незначительное количество информации о функциональных особенностях различных типов коллагена, а также особенностях их распределения в уретре как в экспериментальных моделях, так и у человека. Мы близки к изучению структурных коллагенов (фибриллобразующих — I и III, микрофибриллярных — VI и коротких цепей — VIII), базальной мембраны (коллаген IV) и трансмем-бранрегуляторного (коллаген XIII). Коллагены I и III типов напрямую влияют на биофизические свойства ткани. Коллагены VI и VIII типов выполняют фи-брообразующую функцию посредством рекрутмента фибробластов; коллаген IV типа является наиболее важным структурным компонентом базальных мембран; коллаген XIII осуществляет регенеративную и регулирующую рост функции [7, 9].

Фибриллформирующие коллагены (I—II— III—V—XI) составляют 90% всех коллагенов. Они, в основном, выполняют структурную функцию, но также участвуют в регуляции экстрацеллюлярного матрикса. Коллагены I и III типов доминируют практически во всех тканях, кроме тканей хряща, мозга и глаз. I тип связывают с базальной структурой тканей.

III тип в обилии представлен в эластичных тканях и висцеральных ретикулярных волокнах и, возможно, связан с эластичностью ткани и организацией эластичных волокон [7—11].

Некоторые авторы отмечают, что не наблюдали увеличения общего коллагена через 3 нед после операции методом TIP на экспериментальной модели. Эти же авторы обнаружили гистологически подтвержденный фиброз у взрослых особей спустя 3 нед после операции [4]. Нашим исследовательским коллективом были продемонстрированы сходные данные спустя 6 нед после начала заживления. Некоторые авторы считают, что соотношение коллагенов I и III типов влияет на начальную стадию регенерации [4]. L. Baskin и соавт. [12] предположили, что нормальная человеческая уретра составлена на 75% из коллагена I и 25% из коллагена III типа в сравнении со стенози-рованными уретрами, где 83% составляет коллаген I и лишь 16% — коллаген III типа [12]. В нашей модели на животных без сформированного послеоперационного анатомического стеноза в поздней стадии регенерации среднее соотношение между коллагенами I и III типов мРНК составило 1,05 (группа контроля); 1,21 (TIP) и 0,87 (TIP+G). Полученные данные наводят на мысль, что в результате TIP, возможно, увеличивается, а после TIP+G снижается пропорциональное соотношение коллагенов I и III типов.

Нами было установлено, что количество коллагена

IV типа имеет тенденцию к увеличению в экспериментальных группах животных, преимущественно в TIP+G.

Y. Hayashi и соавт. [5] исследовали распределение коллагена IV типа при гипоспадии у детей, анализируя биоптаты, взятые между уретральной пластинкой и

адвентицией кавернозых тел. Они предположили, что наличие коллагена IV типа ограничивается капиллярной базальной мембраной. Однако другими авторами было описано наличие коллагена IV типа в базальной мембране уротелия и детрузоре [13]. Фокальные потери реактивности коллагена IV типа могут быть связаны с воспалительным процессом, дисплазией и неинвазивным раком мочевого пузыря [14]. Данные, полученные У. Hayashi и соавт. [5] также подтверждают мнение о том, что уретральная пластинка не содержит повышенного содержания общего коллагена, однако имеет место наличие коллагена I и отсутствие коллагена III типа. В литературе представлены данные, основанные на изучении нормальной человеческой уретры или уретры с приобретенными заболеваниями [4, 12]. Роль эпителиального трансплантата в поддержке базальных мембран может объяснять повышенный уровень экспрессии мРНК коллагена IV типа в модели Т№+О.

В нашем исследовании экспрессия мРНК коллагена VI типа была снижена в экспериментальных группах. Этот часто встречаемый тип коллагена формирует сетевые структуры, связующие клетки, их базальные мембраны, матрикс. Также формирование осуществляется посредством фибрилл коллагена I и III типов с участием базальных мембран. В человеческом организме они стимулируют пролиферацию фибробластов, активация которых происходит спустя 3 дня после травмы и сохраняется до конца процесса репарации. Коллаген IV типа также снижает активность клеточного апоптоза в различных биологических процессах, являясь эффектором ТОБр. Структура коллагенов может быть нарушена при различных наследственных заболеваниях, таких как ми-опатия Ульриха и Бетлена. При данном заболевании наблюдается высокая степень мышечной аутофагии, приводящей к контрактурам, мышечному фиброзу и чрезмерно растяжимым суставам [15]. С точки зрения патогенеза подобные изменения наблюдаются при артрофиброзах [16], фиброзах легких, сердечных и печеночных фиброзах, а также в жировой ткани при метаболическом синдроме. Отсутствие коллагена VI типа снижает тканевый фиброгенез в экспериментальной модели, что наблюдается при аневризмах аорты, и указывает на непосредственную роль коллагена VI типа в процессе фиброгенеза. Снижение экспрессии коллагена VI типа в экспериментальных группах может быть связано со снижением необходимости апоптоза в связи с повышенной пролиферацией клеток во время процесса заживления.

Коллаген VIII типа формирует гексагональные сети и может быть связан со стабилизацией экстрацел-люлярного матрикса, активным ремоделированием [17], индукцией миграции миоцитов и их дифферен-цировки в фибробласты [18,19]. Данные литературы указывают на то, что коллаген VIII типа активно се-кретируется миоцитами в процессе ремоделирова-ния в биологических трубчатых структурах в ответ на частые механические воздействия, в том числе и травматического характера (сосуды и бронхи) [19, 20]. Мы не предполагали, что количество данного коллагена окажется сниженным в экспериментальных группах и, более того, в Т!Р+О-модели, учитывая

роль имплантата в ремоделировании и активации фибробластов. Возможно, наша модель, с одной стороны, связана с более низким уровнем синтеза VIII типа коллагена или, с другой — с более низким количеством миоцитов (ответственных за синтез коллагена VIII), которые могут модифицировать ремоделирова-ние ткани после травмы. Кроме того, возможно, что в определенный момент времени при регенерации ткани в нашей системе наблюдалось преобладание немиоцитарных популяций мезенхимальных клеток, которые не транскрибировали коллаген VIII типа. Оценка транскрипции коллагена в исследовании, отличающемся от нашего по времени, при изучении идентичных гистологических популяций клеток, может помочь разрешить данный вопрос.

Коллаген XIII типа экспрессируется в основном в растущих, незрелых тканях. Недавние публикации указывают на его причастность к росту, дифферен-цировке, созреванию и сохранению целостности мы-шечно-скелетной ткани и сосудов [9]. Коллаген XIII типа активирует почечный фиброз при синдроме Аль-порта (в эксперементальной модели на крысах). Блокировка коллагена XIII типа при синдроме Альпорта защищает от процесса фиброзирования и участвует в противоопухолевом иммунитете [21]. В нашем исследовании наблюдалась тенденция к снижению уровня данного типа коллагена у оперированных животных.

Более низкий уровень коллагенов VI, VIII, и XIII типов мРНК в нашей модели объясняется низким уровнем фиброзирования ткани после проведения операции TIP, как уже отмечалось ранее [4]. Представляют интерес данные, полученные A. Haddad и соавт. [22] в культурах крайней плоти после добавления тестостерона, в результате чего активируется рекрутмент фибробластов, однако замедляется заживление ткани без изменений уровней коллагена I, II и III типов мРНК [22]. Это может указывать на более важные и более сложные тканевые специфические механизмы уретрального заживления, чем банальный фиброгенез, и что данные механизмы могут зависеть от уникальных биологических регуляторных особенностей, связанных с паракринными элементами, включающими различные типы коллагена и матри-криптины.

В источниках литературы опубликованы данные о коллагеновом составе полового члена человека и изменениях, связанных с его возрастными особенностями [23], но данные об экспрессии коллагенов уретры в литературе не представлены. Возможно, что некоторые наши результаты будут отличаться у незрелых животных, особенно в том, что касается коллагена XIII типа, который экспрессируется в больших количествах в незрелых растущих тканях [9]. Большие значения среднеквадратичных отклонений в нашем исследовании свидетельствуют о том, что наличие данных, полученных от большего количества животных, привело бы к более статистически значимым результатам. Наше исследование было направлено на количественное изучение экспрессии РНК, что может отличаться от экспрессии белка. Кроме того, наши выводы основаны на данных экспериментальной модели, что вряд ли может точно отражать процессы, происходящие в уретре человека при гипоспадии, так

как существуют анатомические, гистологические и физиологические различия между уретрой кролика и человека. Использованная нами модель кролика является наилучшей и наиболее используемой экспериментальной моделью для изучения процессов при ги-поспадии, однако смоделированная нами уретральная пластинка не может напрямую сравниваться с тканью уретральной пластинки при гипоспадии.

Заключение

Концентрация уретральной мРНК для коллагенов I и III типов в группах TIP и TIP+G является идентичной с таковой в группе контроля. Уретральные кон -центрации мРНК были ниже для коллагенов VI, VIII и XIII типов и более высокими для коллагена IV типа в экспериментальных группах. Различия были более выражены у TIP+G-животных, за исключением кол -лагена XIII типа. Существует разница в концентрациях мРНК различных типов коллагена при сравнении оперированных групп (TIP и TIP+G) с группой контроля. Эти различия могут быть связаны со специфическими свойствами эластичности тканей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Snodgrass W. Tubularized incised plate for distal hypospadias. J. Urol. 1994; 151 (2): 464—5.

2. Braga L.H., Pippi-Salle J. L., Lorenzo A. J. et al. Comparative analysis of tabularized incised plate versus island flap urethroplasty for penoscrotal hypospadias. J. Urol. 2007; 178 (4, Pt 1): 1451—7.

3. Idzenga T., Kok D.K., Pel J.M. et al. Is the impaired flow after hypospadias correction due to increased urethral stiffness? J. Pediatr. Urol. 2006; 2: 299—303.

4. Taneli F., Ulman C., Genc A. et al. Biochemical analysis of urethral collagen after tubularized incised plate urethroplasty: an experimental study in rabbits. Urol. Res. 2004; 32: 219—22.

5. Hayashi Y., Mizuno K., Kojuma Y. et al. Characterization of the urethral plate and the underlying tissue defined by expression of collagen subtypes and microarchitecture in hypospadias. Int. J. Urol. 2011; 18 (4): 217—22.

6. Суходольский А. А., Зоркин C. Н., Апакина А. В. Результаты двухэтапной хирургической коррекции гипоспадии с использованием свободного кожного лоскута крайней плоти. Детская хирургия. 2011; 4: 36—9.

7. Gel,se K., Poschl E., Aigner T. Collagens: structure, function and biosynthesis. Adv. Drug Delivery Ver. 2003; 55: 1531—46.

8. Gordon M. K., Hahn R. A. Collagens. Cell Tissue Res. 2010; 339: 247—57.

9. Hiekkinen A., Tu H., Pihlajaniemi T. Collagen XIII: a type II transmembrane protein with relevance to musculoskeletal tissues, microvessels and inflammation. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2012; 44: 714—7.

10. Ramirez F., Boast S. D'Alessio M. et al. Molecular pathobiology of human collagens. Connect. Tissue Res. 1989; 21 (1—4): 79—89.

11. Von der Mark K. Localization of collagen types in tissues. Tissue Res. 1981; 9: 265—34.

12. Baskin L. S., Constantinescu S. C., Howard O. S. et al. Biochemical characterization and quantitation of the collagenous components of urethral stricture tissue. J. Urol. 1993; 150: 642—7.

13. Borza D. B., Bondar O., Ninomiya Y. et al. The NC1 domain of collagen IV encodes a novel network composed of the alpha 1, alpha 2, alpha 5 and alpha 6 chains in smooth muscle asement membranes. J. Biol. Chem. 2001; 276 (30): 28 532—40.

14. Deen S., BallR.Y. Basement membrane and extracellular interstitial matrix components in bladder neoplasia — evidence of angiogenesis. Histopathology. 1994; 25 (5): 475—81.

15. SabatelliP., PalmaE., Angelin A. et al. Critical evaluation of the use of cell cultures for inclusion in clinical trials of patients affected by Collagen VI myopathies. J. Cell Physiol. 2012; 227 (7): 2927—35.

16. Zeichen J., Van Griensven M., Albers I. et al. Immunohistochemical localization of collagen VI in arthrofibrosis. Arch. Orthop. Trauma Surg. 1999; 119 (5—6): 325—8.

17. MacBeath J. R, Kielty C. M., Shuttleworth C. A. Type VIII collagen is a product of vascular smooth-muscle cells in development and disease. Biochem. J. 1996; 319 (Pt 3): 993—8.

18. Cherepanova O. A., Pidkovka N. A., Sarmento O. F. et al. Oxidized phospholipids induce type VIII collagen expression and vascular smooth cell migration. Circ. Res. 2009; 104 (5): 609—18.

19. Hou G., Mulholland D., Gronska M. A. et al. Type VIII collagen stimulates smooth muscle cell migration and matrix metalloproteinase synthesis after arterial injury. Am. J. Pathol. 2000; 156 (2): 467—76.

20. Hasaneen N. A., Zucker S., Lin R. Z. et al. Angiogenesis is induced by airway smooth muscle strain. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2007; 293 (4): L1059—68.

21. Ricard-Blum S. The collagen family. Cold Spring Harb Perspect Biol 2010; doi: 10.1101/cshperspec.a004078. Downloaded from http:// cshperspectives.cshlp.org on June 13, 2012.

22. HaddadA., Kirwan T., Aitken K. et al. Establishing biological rationale for preoperative androgensin hypospadias surgery. Dial Pediatr. Urol. 2012; 33 (3): 13.

23. Goldstein A. M., Meehan J. P., Morrow J. W. et al. Ultrastructural changes in impotent penile tissue; comparison of 65 patients. J. Urol. 1991; 145: 749—58.

REFERENCES

1. Snodgrass W. J. Urol. 1994; 151 (2): 464—5.

2. Braga L. H., Pippi-Salle J. L., Lorenzo A. J. et al. J. Urol. 2007; 178 (4, Pt 1): 1451—7.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Idzenga T., KokD.K., Pel J.M. et al. J. Pediatr. Urol. 2006; 2: 299— 303.

4. Taneli F., Ulman C., Genc A. et al. Urol. Res. 2004; 32: 219—22.

5. Hayashi Y., Mizuno K., Kojuma Y. et al. Int. J. Urol. 2011; 18 (4): 217—22.

6. Sukhodolskiy A. A., Zorkin S. N., Apakina A. V. Detskaja hirurgija. 2011; 4: 36—9.

7. Gelse K., Poschl E., Aigner T. Adv. Drug Delivery Ver. 2003; 55: 1531—46.

8. GordonM. K., HahnR. A. Cell Tissue Res. 2010; 339: 247—57.

9. Hiekkinen A., TuH., Pihlajaniemi T. J. Biochem. Cell Biol. 2012; 44: 714—7.

10. Ramirez F., Boast S. D'Alessio M. et al. Connect. Tissue Res. 1989; 21 (1—4): 79—89.

11. Von der Mark K. Tissue Res. 1981; 9: 265—34.

12. BaskinL. S., Constantinescu S. C., HowardO. S. et al. J. Urol. 1993; 150: 642—7.

13. BorzaD. B., Bondar O., Ninomiya Y. et al. J. Biol. Chem. 2001; 276 (30): 28 532—40.

14. Deen S., Ball R.Y. Histopathology. 1994; 25 (5): 475—81.

15. Sabatelli P., Palma E., Angelin A. et al. J. Cell Physiol. 2012; 227 (7): 2927—35.

16. Zeichen J., Van Griensven M., Albers I. et al. Arch. Orthop. Trauma Surg. 1999; 119 (5—6): 325—8.

17. MacBeath J. R., Kielty C. M., Shuttleworth C. A. Biochem. J. 1996; 319 (Pt 3): 993—8.

18. Cherepanova O. A., Pidkovka N. A., Sarmento O. F. et al. Circ. Res. 2009; 104 (5): 609—18.

19. Hou G., Mulholland D., Gronska M. A. et al. Am. J. Pathol. 2000; 156 (2): 467—76.

20. Hasaneen N. A., Zucker S., Lin R. Z. et al. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2007; 293 (4): L1059—68.

21. Ricard-Blum S. Cold Spring Harb Perspect Biol 2010; doi: 10.1101/ cshperspec.a004078. Downloaded from http://cshperspectives.cshlp. org on June 13, 2012.

22. Haddad A., Kirwan T., Aitken K. et al. Dial Pediatr. Urol. 2012; 33 (3): 13.

23. Goldstein A.M., Meehan J. P., Morrow J. W. et al. J. Urol. 1991; 145: 749—58.

Поступила 27.11.12

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.