Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ РОСТА И ГОРМОНОВ В КРОВИ КРЫС В ДИНАМИКЕ МЕТАСТАТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ ПЕЧЕНИ

Франциянц Е.М. 1 Каплиева И.В. 1 Трепитаки Л.К. 1 Черярина Н.Д. 1
1 ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России
Изучение механизмов опухолевой трансформации клеток - одна из важнейших задач онкологии. Понимание процессов, лежащих в основе превращения нормальной клетки в опухолевую, является основой поиска новых методов противораковой терапии. В данной работе на разработанной нами модели метастатического поражения печени у крыс, исключающей токсическое влияние канцерогенов, острого оперативного влияния и наркоза, была проанализирована корреляционная взаимосвязь некоторых гормонов с факторами роста. Установлено, что у IGF-I, IGF-II, ТGF-β1 общее количество сильных корреляций с гормонами в сыворотке крови при метастазировании в печень становится в 2 раза меньше, чем при росте первичной опухоли. На первый план выходит IGF-I, который имеет 7 сильных связей, из них по-ложительные - с АКТГ, ДГЭА, эстрадиолом, пролактином, ТТГ и свободным тироксином; отрицательные – с эстроном. Два других фактора имеют по 2 сильные связи: IGF-II – положительные с кортизолом и с ФСГ, ТGF-β1 – отрицательные с кортизолом и тестостероном. Причем, у ТGF-β1 корреляции в основном - отрицательные средней силы, у IGF-II - слабые. Таким образом, метастазирование в печень сопровождается развитием более сложной разбалансированной системы гормональных влияний на рост опухоли, что свидетельствует о модификации гормональной регуляции процессов метастазирования, сочетающейся с экспрессией IGF-I и ТGF-β1 в печени.
крысы.
метастазы в печень
сыворотка
гормоны
факторы роста
1. Бабышкина Н.Н., Малиновская Е.А., Стахеева М.Н. и соавт. Роль трансформирую¬щего ростового фактораTGF-β1 в пато¬генезе рака молочной же¬лезы// Сиб. онкол. журн. – 2010. - № 6. – С. 63-70.
2. Глыбочко П.В., Чеснокова Н.П., Плохов В.Н. и соавт.Активация липоперокси¬да¬ции как ведущий патогенетический фактор развития типовых патологических процессов и заболеваний различной этиологии. –М.: Академия Естествознания, 2012.
3. Кит О.И., Козлова М.Б., Франциянц Е.М., Никипелова Е.А. и соавт. Колоректаль¬ный рак и половые гормоны: содержание в крови больных с одиночным, рецидивным и пер-вично-множественным процессом // Фундам. исслед.–2014. - № 7 (часть 3). – С. 517-521.
4. Кит О.И., Франциянц Е.М., Каплиева И.В., ТрепитакиЛ.К.исоавт. Спо¬соб получе¬ния метастазов печени в эксперименте //Бюл.эксп.биол. и мед.-2014. - №6. - С. 745-747.
5. Колесник А.П., Паламарчук И.Д., Сидоренко А.М. Молекуляр¬ные маркеры прогрессирования колоректального рака//Онкол. –2006. –Т. 8. - №1.– С. 13-17.
6. Прохорова В.И., Машевский A.A., Лаппо C.B., Цырусь Т.П., Абрамо¬вич М.С. Гормонально-метаболические сдвиги у онкологиче¬ских больных при общей гипертер¬мии и пути их коррекции//Иженерно-фи¬зический журнал. –1996. - № 3. –С. 34-39.
7. Фролова А.Е., Виллерт А.Б. Система инсулиноподобных фак¬торов роста при метастазировании рака яичников//Сиб. онкол. журн. –2014.–Прилож.1. – С. 124-125.

Поскольку понимание механизмов озлокачествления нор­мальной клетки является основой поиска новых мето­дов терапии онкопато­логии,  процессы злокачественного роста и метастазирования изучали много и раз­носторонне. Большое число работ было посвящено исследова­нию гормонального фона и факторов роста, как в самой опухоли, тка­нях её окружающих, так и в сыворотке крови онкобольных [3, 5, 6]. Гормоны -важные регу­ляторыразличных физиологических и патоло­гических процес­сов, некоторые из них участ­вуют в возникновении и про­грессировании рака, другие тормозят его развитие. Факторы роста, в частности, инсулиноподобные факторы 1 и 2 типа(IGF-I и IGF-II) и трансформи­рующий фактор β (ТGF-β), такжепринимают участие в процессах канцерогенеза и метаста­зировании рака разной локализации: колоректального рака, рака яичников, молоч­ной железы и других органов [1, 5, 7].В настоящее время очевидно, что митогенный эф­фектинсули­но­подобного фактора роста 1 (IGF-I), обеспечивается не только за счет вовлеченияти­розинки­наз­ного пути,но иза счет активациимитогенактивируемойпротеинкиназы, а также сис­темы рецепторов, сопряженных с G-белками. В цепи перечисленных реакций участвует на­бор малых (типа р 21-белкового продукта гена Ras) и больших (с ММ-80-90КД) G-белков. Послед­ние включаются преимущественно в передачу сигнала, индуцированного рядом пептидных гор­монов. В связи с этим, в механизмах индукции аденом гипофиза и некоторых ти­реоидных карцином рассматриваются мутации генов, кодирующих субъединицы G-белков, а также на­рушения гормональных регуляций на всех уровнях передачи сигнала от пептид­ных гормонов и ростовых факторов [2].Таким образом, при изучениипатогенеза злокаче­ственного роста важно знать не только динамику тех или иных гормонов и ростовых факто­ров, но и взаимо­связь составляющих раз­ныхсистем организма и опухоли между со­бой. Для изучения взаи­мовлияний гормоновс факторами роста можно при­менить ряд математических методов, од­ним из которых является корреляци­онный анализ.

Целью настоящего исследования явилось изучение корреляционных связей гормонов с некоторыми факторами роста в сы­воротке крови крыс при воспро­изведении метастатического процесса в пе­чени.

Материалы и методы исследования

Эксперименты поставлены на 14 белых беспородных крысах-самцах ве­сом 220-300 грамм. Модель экспериментального метастазирования в печень воспроизво­дили по следующей схеме. Предварительно за 3-4 недели до перевивки саркомы 45 (С-45), под кожу живота выводили селезенку. Затем, путём интралиенальной инъекции, помещали опухолевые клетки в орган (0,1 мл взвеси С-45 в физиологическом растворе в разведе­нии 1*106), где впоследст­вии развивался первичный опухолевый узел, метастазирую­щий в печень[4].

1 группу (МТС 1) составили крысы через 1 не­делю после введения взвеси саркомы 45 (С-45) в селе­зенку (7 шт).2 группу (МТС 5) составили крысы через 5 недель после введения взвеси С-45 в селе­зенку (7 шт).

Крыс умерщвляли путем декапитации на гильотине. В сыворотке крови определяли адренокорти­котропный гормон (АКТГ), фол­лику­лостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), ти­реотропный гормон (ТТГ), пролактин, прогестерон, свобод­ные формы трий­одтиронина (Т3св) и тироксина (Т4св), антитела к TPO, общий и свободный тес­тостерон, эс­трон, эстрадиол, кортизол, дегидроэпиандростерон (ДГЭА) у крыс основных групп. Прогес­терон, тестостероны, фолликулостимулирую­щий гормон (ФСГ), лютеинизи­рующий гормон (ЛГ), пролактин определяли с помо­щью на­боров для иммуноферментного анализа фирмы «Hema», уро­вень адренокортикотропного гормона (АКТГ) с по­мощью имму­нофермент­ного ана­лиза фирмы «BIOMERICA». IGF-I(«IDSLtd»), IGF-II («MEDIAGNOST»), ТGF-β1 с помо­щью иммуно­ферментного анализа фирмы «BenderMedSystems».

Статистическую обработку полученных результатов проводили при по­мощи параметриче­ского критерия Стьюдента и коэффициента парной ли­нейной корреляции на персональ­ном компью­тере посред­ством про­граммы STATIS­TICA 10.0, а также непараметриче­ского критерия Вилкок­сонна-Манна-Уитни. Досто­вер­ными считали разли­чия между двумя вы­бор­ками при р<0.05.

Результаты исследования и их обсуждение

С помощьюметода корреляцион­ного анализа мы попытались выявить взаимосвязи между некоторыми рос­товыми факторами (IGF-I, IGF-II, ТGF-β1) и показателями гормонального гомеостазав начале (через 1 неделю) канцерогенеза и в конце периода наблюдения (че­рез 5 недель канцерогенеза)иоценить их количество, силу и направлен­ность.

Через 1 неделю от момента введения опухоле­вых клеток саркомы 45 в селезенку в сыворотке крови крыс ростовые фак­торы IGF-I и ТGF-β1 имели по 6 сильных связей с гормонами, IGF-II - только 4(Табл. 1).Кроме того, все факторы были сильносвязаны и с антителами к ТРО. Через 5 недель опухолевого роста количество сильных свя­зейувеличивалось (на одну) только у IGF-I, а уIGF-II и ТGF-β1 - резко уменьшалось до 2.  Причем, если на на­чальном этапе опухолевого развития у всех трех ростовых факто­ров сила и направлен­ность корреляционных связей была примерно одинако­вой, то через 5 недель канцерогенеза она значительно менялась, в некоторых случаях - кардинально (Табл. 1).

Так, через 1 неделю сильные положительные корреляции отмечались у всех трех ис­следуемых факторов роста с АКТГ, Т4св, антителами к ТРО, ЛГ и пролактином (последние 2 гормона с IGF-II имели значения кор­реляции очень близкие к сильным); и сильные отрица­тельные связи с про­гестероном и ТТГ. В этот период у всех ростовых факторов отмечалось дос­таточно много корреляционных связей средней силы и умеренных, в основ­ном по­ложи­тельных: с кортизолом, свободными тестостероном и Т3св; и отри­ца­тель­ная - с ДГЭА. Сла­бые и очень слабые связи были с эстрадиолом, эс­тро­ном и общим тестостероном. (Табл. 1).

Таблица 1

Корреляции гормонов и некоторых факторов роста в сыворотке крови у крыс через 1 и 5 недель воссоздании метастатического процесса в пе­чени

факторы                                  

роста

гормоны

1 неделя канцерогенеза

5 неделя канцерогенеза

IGF-I

IGF-II

ТGF-β1

IGF-I

IGF-II

ТGF-β1

АКТГ

1.00

0.99

1.00

0.91

-0.63

0.21

кортизол

0.63

0.45

0.61

-0.38

0.88

-0.79

ДГЭА

-0.41

-0.59

-0.43

0.80

0.08

-0.50

ЛГ

0.82

0.68

0.81

-0.51

0.69

-0.53

ФСГ

-0.37

-0.17

-0.35

-0.70

0.90

-0.56

эстрадиол

0.01

0.22

0.03

0.96

-0.33

-0.20

эстрон

-0.02

0.19

0

-0.90

-0.04

0.54

пролактин

0.78

0.62

0.76

0.95

-0.46

0

прогестерон

-0.95

-0.99

-0.95

-0.62

0.09

0.32

тестостерон общий

0

0.21

0.02

0.43

0.65

-0.92

тестостерон свободный

0.49

0.66

0.51

-0.38

-0.19

0.34

ТТГ

-0.88

-0.76

-0.87

0.91

-0.27

-0.17

Т3св

0.59

0.40

0.57

0.59

-0.20

-0.19

Т4св

0.84

0.71

0.83

0.76

-0.15

-0.30

антитела к ТРО

0.94

0.85

0.93

-0.75

-0.01

0.47

 

Через 5 недель от начала воспроизведения метастазирования в печень корреляции всех трех ростовых факторов отличались друг от друга. В этот период направленность и силу некоторых связей (относительно 1 недели метастазирования) сохраняли только IGF-I и IGF-II. Кор­реляции в обоих случаях были положитель­ными, но у первого фактора - сильные с АКТГ, пролактином и Т4св, у второго - средние с ЛГ (Табл. 1). Через 5 недель опухо­левой прогрес­сии у IGF-I возникали сильные положи­тель­ные связи с ДГЭА, эстрадиолом и ТТГ, усилива­лась корреляция с про­лактином и несколько ос­лабевала с Т4св. Отрицательные сильные связи, в отличие от пре­дыдущего срока наблюде­ния, были с ФСГ, эстроном и анти­телами к ТРО. Корреляционные связи у IGF-I средней силы положительной направленно­сти регист­рировались с Т3св, отрицательные - с ЛГ и про­гесте­роном (Табл. 1). Положительные корре­ляции умеренной силы были с корти­золом и об­щим тестостероном; отрицательные той же силы - со свободным тестосте­роном. Слабых и очень слабых корреляционных связей у IGF-I с гор­монами через 5 недель канцерогенеза не было. В этот период у IGF-II возни­кали силь­ные положительные связи с кортизолом и ФСГ, а у ТGF-β1 - силь­ные отрицательные связи с кортизолом и общим тестостероном (Табл. 1). При­чем, у IGF-II было всего 2 связи средней силы: отрицательная -с АКТГ и положительная -с общим тестостероном. А также регистри­ровалась 1 отри­цательная умеренная связь с про­лактином. Остальные связи были слабые и очень слабые. У ТGF-β1 корреляций средней силы и умеренных было 8, из них отрицатель­ные - с ДГЭА, ЛГ, ФСГ и Т4св, положительные - с эстроном, прогестероном, свободным тестостероном и антителами к ТРО (Табл. 2).

При анализе корреляционных связей обращал на себя внимание тот факт, что вначале канцерогенеза количество сильных корреляцийу каждого из факторов роста с гормонамибыло примерно одинаковым и почти в 2 раза большим, чем через 5 недель. Эти связи были сильными и однонаправ­лен­ными. Следовательно,в начальный периодметастазирования в пе­чень все3ростовых фак­торабыли подчиненыодним и тем же гормональнымвлияниям и изменение уровня одного из гормонов приводило к равнозначным сдвигам IGF-I, IGF-II и ТGF-β1.Несмотря на то, что через 1 неделю канцерогенеза содержание некоторых гормонов не изменялось (АКТГ и прогестерон), сильные корреляционные связи ростовых факторов с ними указывали на их важную роль в опухолевой прогрессии. Менее сильная положительная кор­реляция отмечалась с антителами к ТРО, содержание которых также достоверно не изме­нялось в этот период наблюдения. Сильные положительные корреляции регистрировались с ЛГ, пролактином и Т4св, уровень которых в сыворотке крови был увеличен, и сильные отрицательные связи -с ТТГ, уровень кото­рого в крови был снижен. Таким образом, через 1 неделю рост опухоли на­ходился в прямой зависимости от (в порядке убывания): АКТГ, антител к ТРО, Т4св, ЛГ, пролактина, и в обратной зависимости от прогестерона и ТТГ. Максималь­ная сила и количество корреляционных взаимодействий, выяв­ленных в этой группе, отра­жали высокую степень функциональ­ного напряжения гормональной системы на фоне опухо­левой прогрессии.

Через 5 недель канцерогенеза на фоне значительного роста первичного опухолевого узла в селезенке и начального роста метастазов в печенишла разбалансировка факторов роста по направленности и силе корреляционных связей с гормонами. На первый план выходил IGF-I, который имел макси­мальное количество сильных связей. Положительные сильные корреляции отмечались у него с АКТГ, ДГЭА, эстрадиолом, пролактином, ТТГ и Т4св, отри­цательные - с эстроном и антителами к ТРО. Два других фактора остава­лись далеко по­зади, имея по 2 сильные связи против 8. Причем, у ТGF-β1 корреляции в основном были средней силы и умеренными, большая часть из которых, в том числе и сильных (с кортизо­лом и об­щим тестостероном), об­ладала отрицательной направленностью. У IGF-II кор­реля­ции были большей частью - слабые и очень слабые с приблизительно одинаковым соотноше­нием по знаку +/-, причем 2 сильные связи (с кортизолом и ФСГ), в противоположность ТGF-β1, были положительными.Следовательно, через 5 не­дель от момента перевивки С-45 большое коли­чество разнообразных взаи­мосвязей между факторами роста и гормонами де­лало систему гормональ­ного влияния на рост опухоли более сложной, чем вначале опухоле­вого раз­вития.Причем, организм мог контролировать рост опухолипреимущественно путем влияния на IGF-I. Два других фактора роста прак­тически не имели (или имели разнонаправ­ленную) гор­мональную зависи­мость.

Заключение

Таким образом, патогенетическими моментами метастазирования злокачественной опухоли в печень являлись: высокая степень функционального напряжения гормональной сис­темы на фоне опухолевой прогрессии -через 1 неделю канцерогенеза и раз­витие более сложной разбалансированной системы гормональных влияний на рост опухоли через 5 недель от момента перевивки С-45, что свидетельствовало о модификации гормональной регу­ля­ции процессов метастазирова­ния.

Рецензенты:

Геворкян Ю.Ад.м.н., профессор,зав. отделением абдоминальной онкологии № 2ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава Рос­сии,заслуженный врач РФ, г. Ростов-на-Дону;

Шихлярова А.И, д.б.н., профессор, руководитель лаборатории изыскания новых противо­опухолевых средств ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава Рос­сии, г.Ростов -на-Дону.


Библиографическая ссылка

Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д. ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ РОСТА И ГОРМОНОВ В КРОВИ КРЫС В ДИНАМИКЕ МЕТАСТАТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ ПЕЧЕНИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19895 (дата обращения: 23.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074