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

РОЛЬ БИОГЕННЫХ АМИНОВ В ПРОЦЕССЕ МЕТАСТАЗИРОВАНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Франциянц Е.М. 1 Каплиева И.В. 1 Колесников Е.Н. 1 Трепитаки Л.К. 1 Кожушко М.А. 1 Горина И.И. 1 Погорелова Ю.А. 1
1 ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России
Для решения тех или иных научных задач исследователи используют нестандартные способы перевивки экспериментальных опухолей животных. В нашей лаборатории разработан способ метастатического поражения печени путем интралиенального введения клеток саркомы 45. Биогенные амины активно участвуют как в опухолевой прогрессии, так и в формировании противоопухолевой резистентности. Однако мы практически не встречали работ, в которых были бы проанализированы их количественные особенности, зависящие от локализации опухолевого узла. Цель работы: в сравнительном аспекте изучить содержание адреналина (А), норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (С), 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) и гистамина (Г) в саркоме 45 (С-45), расположенной интралиенально, на этапе метастазирования и в саркоме 45, расположенной подкожно и не метастазирующей. Биогенные амины определялись мето¬дом ИФА. Установлено, что в обеих опухолях при объеме 15,7–18,6 см3 уровни НА и С низкие. В то же время в саркоме 45, расположенной интралиенально, отмечаются более высокие уровни А и ДА и более низкое содержание 5-ОИУК и Г. Таким образом, саркома 45, помещенная в новые условия существования, приобретает иные свойства, зависящие, на наш взгляд, от специфики органа, в который она дислоцируется. Эти свойства могут являться причиной большей агрессии опухоли и приобретения ею способности к метастазированию.
крысы
селезенка
саркома 45
биогенные амины
1. Белик О.В., Чертан Г.Н., Зорина З.А. и соавт. Морфологические особенности селезеночного сплетения // Морфология. — 2008. — Т. 133. — № 2. — С. 18.
2. Кит О.И., Франциянц Е.М., Каплиева И.В. и соавт. Спо¬соб получе¬ния метастазов печени в эксперименте // Бюл. эксп. биол. и мед. — 2014. — № 6. — С. 745–747.
3. Кучерова Т.И. Роль моноаминоксидазы и нейрогуморальных факторов в патогенезе злокачественного процесса. Дис. ... док. биол. наук, Ростов-на-Дону. — 2002. – 353 с.
4. Франциянц Е.М., Бандовкина В.А., Моисеенко Т.И. и соавт. Локальная биогенная составляющая в тканях опухоли яичников, оставленных после гистерэктомии // Межд. журн. прикл. и фунд. исслед. — 2015. — № 8. — С. 63–65.
5. Bloom N.D., Kroop E., Sadjadi M. et al. Enhancement of tumor blood flow and tumoricidal effect of doxorubicin by intraportal epinephrine in experimental liver metastasis // Arch. Surg. — 1987. — Vol. 122. — № 11. — Р. 1269–1272.
6. Hatwell C., Zappa M., Wagner M. et al. Detection of liver micrometastases from colorectal origin by perfusion CT in a rat model // Hepatobiliary Pancreat Dis Int. – 2014. — Vol. 13. — № 3. – Р. 301–308.
7. Strowitzki M.J., Dold S., von Heesen M., et al. The phosphodiesterase 3 inhibitor cilostazol does not stimulate growth of colorectal liver metastases after major hepatectomy // Clin. Exp. Metastasis. – 2014. — Jul. 23. [Epub ahead of print].
Для решения тех или иных научных задач исследователи используют нестандартные способы перевивки экспериментальных опухолей животных. Иногда опухолевую взвесь вводят интравазально, и тогда неоплазмы формируются в тех органах, в региональный сосуд которого попали опухолевые клетки: в легком, печени [6]. В других случаях опухоль помещают непосредственно в орган [7]. В нашей лаборатории разработан способ метастатического поражения печени путем интралиенального введения клеток саркомы 45 [2]. Давно известно, что биогенные амины активно участвуют как в опухолевой прогрессии, так и в формировании противоопухолевой резистентности [3]. Однако мы практически не встречали работ, в которых были бы проанализированы их особенности, зависящие от локализации опухолевого узла и метастатического потенциала.

Цель работы

В сравнительном аспекте изучить содержание адреналина (А), норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (С), 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) и гистамина (Г) в саркоме 45 (С-45), расположенной интралиенально, на этапе метастазирования и в саркоме 45, расположенной подкожно и неметастазирующей.

Материалы и методы исследования

Работа выполнена на 35 белых беспородных крысах-самцах массой 230-270 г. 1-ю группу составили крысы через 1 неделю после подкожной перевивки С-45 (7 шт.), 2-ю группу - крысы через 2 недели после подкожной перевивки С-45 (7 шт.), 3-ю группу - крысы через 3 недели после подкожной перевивки С-45 (7 шт.), 4-ю группу - крысы через 4 недели после подкожной перевивки С-45 (7 шт.), 5-ю группу - крысы через 5 недель после введения С-45 в селе­зенку (7 шт.). Подкожную перевивку саркомы 45 осуществляли по стандартной методике. Модель экспериментального метастазирования в печень воспроизво­дили по сле­дую­щей схеме. Предварительно за 3-4 недели до перевивки С-45 под кожу живота выводили селе­зенку. Затем путем интралиенальной инъекции помещали опухолевые клетки в орган (0,1 мл взвеси С-45 в физиологическом растворе, 1×106), где впоследст­вии развивался первичный опухолевый узел, метастази­рую­щий в печень [2].

Из-за разных сроков выхода опухолей и различной динамики их роста сопоставить концентрации биогенных аминов в обеих опухолях в хронологическом порядке не представляется возможным. Поэтому у крыс с интралиенальным расположением опухоли мы выбрали срок исследования 5 недель, так как в этот период, по нашему предположению, С-45 начинает давать метастатические отсевы. У крыс с подкожным расположением опухоли аналогичной гистоструктуры, не дающей метастазов, были выбраны сроки через 1, 2, 3 и 4 недели после перевивки для определения патогенетической роли биогенных аминов в росте злокачественной опухоли.

Размеры опухолей измеряли штангенциркулем в трех взаимно перпендикулярных направлениях: V=А × В × С, см3, где А - ширина, В - длина, С - высота опухоли в сантиметрах.

Крыс умерщвляли путем декапитации на гильотине. Извлекали опухоли; 100 мг ткани промывали 1×фосфатно-солевым буфером (PBS), го­могенизиро­вали в 1×PBS и оставляли на ночь при -20°С. В дальнейшем для полного разруше­ния клеточных мембран проводили два цикла заморажива­ния-оттаивания. Получен­ную суспен­зию центрифугировали 5 мин при 5000 g (2-8°С). Перед исследованием об­разцы разморажи­вали и еще раз цен­трифугировали. Определение биогенных аминов осуществляли методом ИФА с примене­нием стандартных тест-систем ELISA, США.  

Статистическую обработку полученных результатов проводили при по­мощи парамет­риче­ского критерия Стьюдента на персональ­ном компью­тере посред­ством про­граммы STATIS­TICA 10.0 и непараметриче­ского критерия Вилкок­сонна-Манна-Уитни. Досто­вер­ными считали разли­чия между двумя вы­бор­ками при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

1. Особенности динамики роста гематогенно метастазирующей и неметастазирующей саркомы 45.

Метастазирующая С-45. До второй недели включительно от момента перевивки саркомы 45 в селезенку опухолевый узел в органе не визуализировался. Через 5 недель - время предположительного выхода метастатических узлов печени, размер (вес) первичной опухоли в селезенке составлял 18,54 ± 5,23 см3 (12,5 ± 3,5 гр.); через 7 недель - 26,64 ± 7,92 см3 (15,0 ± 4,3 г).

Неметастазирующая С-45. Через 1 неделю после перевивки размер (вес) опухоли составлял 117,2 ± 31,8 мг, через 2 недели - 3,46 ± 0,3 г, через 3 недели - 3,99 ± 0,09 см3 (4,50 ± 0,0 г), через 4 недели - 15,69 ± 3,2 см3 (9,25 ± 0,5 г).

2. Особенности статуса биогенных аминов метастазирующей и неметастазирующей саркомы 45.

Содержание биогенных аминов в ткани саркомы 45 (нг/грамм ткани) с подкожным и интралиенальным расположением опухоли

биогенные

амины

локализация

 С-45/сроки 

 исследования

А

НА

ДА

С

5-ОИУК

Г

Подкожная

1 неделя

21,93±6,33

36,46±1,04

160,53±10,53

1,80±0,18

1300,93±157,00

1607,7±62,50

2 недели

16,57±6,00

18,10±1,721

192,21±25,48

1,52±0,46

1531,93±73,04

159,78±64,321

3 недели

12,60±2,75

9,50±0,301,2

193,37±55,83

1,52±0,02

1270,10±57,742

482,71±8,691,2

4 недели

25,57±

6,373

22,94±1,051,3

221,14±31,65

0,87±0,121,3

1444,77±33,673

1004,18±

189,821,2,3

Интралиенальная

5 недель

45,15 ±

21,431,2,3

22,87±4,581,3

280,74±48,471,2

0,70±0,081,2,3

1093,08±

265,571,2,4

608,85±

50,421,2,3,4

Примечание. 1 - достоверные отличия от 1 недели роста С-45 подкожно, 2 - достоверные отличия от 2 недели роста С-45 подкожно, 3 - достоверные отличия от 3 недели роста С-45 подкожно, 4 - достоверные отличия от 4 недели роста С-45 подкожно.

Как видно из таблицы 1, в нашем исследовании не было зарегистрировано достоверных колебаний А в подкожной опухоли в процессе ее роста с 1-ю по 3-ю неделю. Лишь через 4 недели уровень этого КА увеличивался в 2 раза по сравнению с предыдущим сроком наблюдения, но не отличался от исходных величин. Уровень А в опухоли, расположенной интралиенально, более чем в 1,7 раза превышал концентрацию А в опухоли, расположенной подкожно, на всех сроках наблюдения (таблица).

Динамика НА при подкожном росте опухоли была более выражена, чем А (таблица). Уже через 2 недели его содержание уменьшалось в 2 раза, через 3 недели - еще в 1,9 раза. Следовательно, к началу 4-й недели величина этого показателя снижалась в целом в 3,8 раза. К концу 4-й недели уровень НА увеличивался в 2 раза, но оставался ниже исходных значений (таблица). Содержание НА в опухоли, расположенной в селезенке, не отличалось от аналогичного показателя  в опухоли, расположенной подкожно, на последнем сроке наблюдения (таблица).

Уровень ДА достоверно не изменялся в опухоли, растущей подкожно. В то же время содержание ДА в опухоли с интралиенальным положением было в 1,7 и в 1,5 раза больше по сравнению с 1-й и 2-й неделями роста подкожной опухоли соответственно (таблица).

Большая концентрация А в опухоли, расположенной интралиенально, может быть обусловлена особенностями иннервации самой селезенки, адренергический компонент вегетативной нервной системы которой представлен очень широко [1]. Сам факт большого содержания А свидетельствует, на наш взгляд, о создании оптимальных условий для метастазирования опухоли, поскольку установлено, что А избирательно усиливает кровоток в опухоли за счет увеличения капиллярного кровотока в ней [5]. Гипонорадренергия характерна для саркомы объемом 15,7-18,6 см3 любой локализации. В то же время интралиенальное расположение опухоли обеспечивает ее высоким резервным пулом ДА.

Концентрация С в неметастазирующей саркоме 45 падала только к концу 4-й недели, что соответствовало уровню С в метастазирующей опухоли (таблица). Количество 5-ОИУК в опухоли, растущей подкожно, колебалось незначительно: уменьшалось в 1,2 раза через 3 недели и восстанавливалось к концу 4-й недели. Содержание 5-ОИУК в опухоли, растущей внутри селезенки, было в среднем в 1,3 раза меньше, чем в подкожно расположенной (таблица). Следовательно, в первом случае (в неметастазирующей опухоли) гипосеротонинергия сочеталась с увеличением 5-ОИУК, что свидетельствовало об усилении активности ферментативной системы, участвующей в инактивации С. Во втором случае (в метастазирующей опухоли) речь шла скорее всего об истощении субстрата С.

Максимальная концентрация Г регистрировалась на 1-м сроке наблюдения за подкожной саркомой. Через 2 недели количество Г резко (более чем в 10 раз) падало, а с конца 3-й недели начинало расти, но не достигало исходных величин к концу 4-й недели. Содержание Г в  опухоли, расположенной интралиенально, было в 1,6 раза меньше, чем в подкожной на последнем этапе ее развития.

Меньшее содержание Г в метастазирующей саркоме такого же размера, как и  неметастазирующей, указывало на большую агрессивность и склонность к метастазированию такой опухоли. Установлено, что рак яичников, который, как известно, обладает высоким метастатическим потенциалом, также характеризуется сниженным содержанием гистамина в опухолевой ткани [4].

Заключение

Таким образом, злокачественные опухоли, помещенные в отличные от привычных условия существования, приобретают новые свойства, обусловленные спецификой органа, в котором они развивались, и вследствие этого становятся более агрессивными. Однако доказана роль биогенных аминов как в развитии и росте неоплазмы, так и ее метастатическом потенциале.

Рецензенты:

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;

Геворкян Ю.А., д.м.н., профессор, руководитель отделения абдоминальной онкологии № 2 ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России, г. Ростов-на-Дону.


Библиографическая ссылка

Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Колесников Е.Н., Трепитаки Л.К., Кожушко М.А., Горина И.И., Погорелова Ю.А. РОЛЬ БИОГЕННЫХ АМИНОВ В ПРОЦЕССЕ МЕТАСТАЗИРОВАНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=21138 (дата обращения: 26.09.2021).

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