Экспрессия маркёра апоптоза caspase-3 при токсическом гепатите, вызванном тетрахлорметаном

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Несмотря на разностороннее изучение в последние годы механизмов токсических поражений печени, эффективных методов лечения до сих пор очень мало. При поражении печени тетрахлорметаном обнаруживается гибель гепатоцитов, в том числе и апоптоз.

Цель исследования – изучение гистологических изменений и иммуногистохимическое исследование экспрессии маркёра апоптоза caspase-3 на модели токсического поражения, вызванного тетрахлорметаном, при коррекции гепатопротекторами.

Материалы и методы. В эксперименте использовали 45 крыс, разделённых на 9 групп. В качестве токсиканта использовали масляный раствор CCl4 для каждой группы крыс за исключением отрицательного контроля. Корректирующее воздействие на моделях острого поражения печени, вызванного однократным введением CCl4, проводили с использованием препаратов «Гептор», «Мексидол» и оксиметилурацила. Коррекцию проводили дважды (вывод из эксперимента через 24 ч) и четырёхкратно (вывод из эксперимента через 72 ч). Ткани печени были подвергнуты стандартной гистологической обработке с окраской гематоксилин-эозином и иммуногистохимическому исследованию на caspase-3. Количество caspase-3-позитивных клеток оценивали с помощью предварительно обученной модели глубокого обучения YOLOv5.

Результаты. Через 24 ч интоксикации статистически значимых различий по количеству caspase-3-положительных клеток на микрофотографии в опытных группах не обнаружено (p = 0,087). Через 72 ч введения тетрахлорметана между группами были обнаружены статистически значимые различия (p = 0,02). Множественное сравнение показало присутствие статистически значимых различий между группами отрицательного контроля и положительного контроля (p = 0,0076), а также между группой положительного контроля и группой, скорректированной оксиметилурацилом (p = 0,0254).

Ограничения исследования. Ограничения исследования заключаются в оценке гистологических изменений и экспрессии маркёра апоптоза caspase-3 только через 24 и 72 ч после интоксикации без проведения долгосрочных исследований, в использовании относительно небольшого количества животных (45 крыс) и применении только стандартных гистологических методов, иммуногистохимического анализа и метода глубокого обучения.

Заключение. Через 72 ч группы положительного и отрицательного контроля отличались между собой, что указывает на усиление процессов апоптоза после введения тетрахлорметана, а группа с коррекцией оксиметилурацилом демонстрировала меньшее количество caspase-3-позитивных клеток по сравнению с группой положительного контроля, что свидетельствует о гепатопротекторном эффекте этого препарата.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено биоэтической комиссией ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Участие авторов:
Байгильдин С.С. – сбор и обработка материала, написание текста;
Репина Э.Ф., Каримов Д.О. – концепция и дизайн исследования, редактирование;
Смолянкин Д.А., Хуснутдинова Н.Ю., Ахмадеев А.Р. – сбор и обработка материала;
Кудояров Э.Р., Валова Я.В. – сбор и обработка материала, статистическая обработка.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа проведена за счёт средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках отраслевой научно-исследовательской программы Роспотребнадзора «Гигиеническое научное обоснование минимизации рисков здоровью населения России» на 2016–2020 годы по теме 3.5, № гос. регистрации АААА-А16-116022610045-4. Синтез композиции 5-гидрокси-6-метилурацила выполнен в соответствии с планом научно-исследовательских работ УфИХ УФИЦ РАН (№ гос. регистрации АААА-А19-119011790021-4).

Поступила: 13.03.2024 / Поступила после доработки: 26.04.2024 / Принята к печати: 02.10.2024 / Опубликована: 07.03.2025

Об авторах

Самат Сагадатович Байгильдин

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: baigildin.samat@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1856-3173

Канд. биол. наук, науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: baigildin.samat@yandex.ru

Эльвира Фаридовна Репина

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: e.f.repina@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8798-0846

Канд. мед. наук, ст. науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: e.f.repina@bk.ru

Денис Анатольевич Смолянкин

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: smolyankin.denis@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7957-2399

Мл. науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: smolyankin.denis@yandex.ru

Эльдар Ренатович Кудояров

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: e.kudoyarov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2092-1021

Мл. науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: e.kudoyarov@yandex.ru

Надежда Юрьевна Хуснутдинова

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: h-n-yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5596-8180

Науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: h-n-yu@yandex.ru

Айдар Ринатович Ахмадеев

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: dgaar87@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7309-4990

Мл. науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: dgaar87@gmail.com

Денис Олегович Каримов

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Email: karimovdo@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0039-6757

Канд. мед. наук, зав. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: karimovdo@gmail.com

Яна Валерьевна Валова

ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»

Автор, ответственный за переписку.
Email: q.juk@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6605-9994

Канд. биол. наук, мл. науч. сотр. отд. токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа, Россия

e-mail: q.juk@ya.ru

Список литературы

  1. Zhao J., He B., Zhang S., Huang W., Li X. Ginsenoside Rg1 alleviates acute liver injury through the induction of autophagy and suppressing NF-κB/NLRP3 inflammasome signaling pathway. Int. J. Med. Sci. 2021; 18(6): 1382–9. https://doi.org/10.7150/ijms.50919
  2. Mihajlovic M., Vinken M. Mitochondria as the target of hepatotoxicity and drug-induced liver injury: molecular mechanisms and detection methods. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(6): 3315. https://doi.org/10.3390/ijms23063315
  3. Ajoolabady A., Kaplowitz N., Lebeaupin C., Kroemer G., Kaufman R.J., Malhi H., et al. Endoplasmic reticulum stress in liver diseases. Hepatology. 2023; 77(2): 619–39. https://doi.org/10.1002/hep.32562
  4. Liu H., Wang Z., Nowicki M.J. Caspase-12 mediates carbon tetrachloride-induced hepatocyte apoptosis in mice. World J. Gastroenterol. 2014; 20(48): 18189–98. https://doi.org/10.3748/wjg.v20.i48.18189
  5. Chang S.N., Kim S.H., Dey D.K., Park S.M., Nasif O., Bajpai V.K., et al. 5-O-demethylnobiletin alleviates CCl4-induced acute liver injury by equilibrating ROS-mediated apoptosis and autophagy induction. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(3): 1083. https://doi.org/10.3390/ijms22031083
  6. Nazhvani F.D., Haghani I., Nazhvani S.D., Namazi F., Ghaderi A. Regenerative effect of mesenteric fat stem cells on ccl4-induced liver cirrhosis, an experimental study. Ann. Med. Surg. (Lond.). 2020; 60: 135–9. https://doi.org/10.1016/j.amsu.2020.10.045
  7. Munakarmi S., Chand L., Shin H.B., Jang K.Y., Jeong Y.J. Indole-3-carbinol derivative DIM mitigates carbon tetrachloride-induced acute liver injury in mice by inhibiting inflammatory response, apoptosis and regulating oxidative stress. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(6): 2048. https://doi.org/10.3390/ijms21062048
  8. Hamid M., Abdulrahim Y., Abdelnasir A., Khalid M., Mohammedsalih K.M., Omer N.A., et al. Protective effect of gum Arabic on liver oxidative stress, inflammation and apoptosis induced by CCl4 in vivo. EAS J. Nurs. Midwif. 2021; 3(1): 27–3.
  9. Guo M., Lu B., Gan J., Wang S., Jiang X., Li H. Apoptosis detection: a purpose-dependent approach selection. Cell Cycle. 2021; 20(11): 1033–40. https://doi.org/10.1080/15384101.2021.1919830
  10. Ouyang Z., Yang B., Yi J., Zhu S., Lu S., Liu Y., et al. Exposure to Fluoride induces apoptosis in liver of ducks by regulating Cyt-C/Caspase 3/9 signaling pathway. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021; 224: 112662. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112662
  11. Nomier Y.A., Alshahrani S., Elsabahy M., Asaad G.F., Hassan A., El-Dakroury W.A. Ameliorative effect of chitosan nanoparticles against carbon tetrachloride-induced nephrotoxicity in Wistar rats. Pharm. Biol. 2022; 60(1): 2134–44. https://doi.org/10.1080/13880209.2022.2136208
  12. Khodavirdipour A., Piri M., Jabbari S., Keshavarzi S., Safaralizadeh R., Alikhani M.Y. Apoptosis detection methods in diagnosis of cancer and their potential role in treatment: advantages and disadvantages: a review. J. Gastrointest. Cancer. 2021; 52(2): 422–30. https://doi.org/10.1007/s12029-020-00576-9
  13. Li L., Lan Y., Wang F., Gao T. Linarin protects against CCl4-induced acute liver injury via activating autophagy and inhibiting the inflammatory response: involving the TLR4/MAPK/Nrf2 pathway. Drug Des. Devel. Ther. 2023; 17: 3589–604. https://doi.org/10.2147/dddt.s433591
  14. Lamia S.S., Emran T., Rikta J.K., Chowdhury N.I., Sarker M., Jain P., et al. Coenzyme Q10 and silymarin reduce CCl4-induced oxidative stress and liver and kidney injury in ovariectomized rats-implications for protective therapy in chronic liver and kidney diseases. Pathophysiology. 2021; 28(1): 50–63. https://doi.org/10.3390/pathophysiology28010005
  15. Zhao T., Yu Z., Zhou L., Wang X., Hui Y., Mao L., et al. Regulating Nrf2-GPx4 axis by bicyclol can prevent ferroptosis in carbon tetrachloride-induced acute liver injury in mice. Cell Death Discov. 2022; 8(1): 380. https://doi.org/10.1038/s41420-022-01173-4
  16. Тимашева Г.В., Репина Э.Ф., Каримов Д.О., Смолянкин Д.А., Хуснутдинова Н.Ю., Байгильдин С.С. Экспериментальная оценка эффективности применения оксиметилурацила при остром токсическом поражении печени. Медицина труда и экология человека. 2020; (4): 79–86. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2020-10411 https://elibrary.ru/ebqurh
  17. Репина Э.Ф., Каримов Д.О. Опыт изучения новых комплексных соединений, обладающих антигипоксическими свойствами, и их использование для коррекции токсических повреждений печени. Медицина труда и экология человека. 2020; (4): 71–8. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2020-10410 https://elibrary.ru/ycvmyu
  18. Kalashnikova S.A., Goryachev A.N., Novochadov V.V., Shchyogolev A.I. Thyroid modulation of TNF-dependent apoptosis and formation of chronic liver disease in endogenous intoxication in rats. Bull. Exp. Biol. Med. 2009; 147(2): 240–4. https://doi.org/10.1007/s10517-009-0484-4
  19. Li Y., Zhu J., Yu Z., Zhai F., Li H., Jin X. Regulation of apoptosis by ubiquitination in liver cancer. Am. J. Cancer Res. 2023; 13(10): 4832–71.
  20. Sitte Z.R., DiProspero T.J., Lockett M.R. Evaluating the impact of physiologically relevant oxygen tensions on drug metabolism in 3D hepatocyte cultures in paper scaffolds. Curr. Protoc. 2023; 3(2): e662. https://doi.org/10.1002/cpz1.662
  21. Родина А.С., Дуданова О.П., Шубина М.Э., Курбатова И.В., Топчиева Л.В. Апоптоз печеночных клеток при алкогольной болезни печени. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2019; (8): 48–52. https://elibrary.ru/oydogc
  22. Bi Y., Liu S., Qin X., Abudureyimu M., Wang L., Zou R., et al. FUNDC1 interacts with GPx4 to govern hepatic ferroptosis and fibrotic injury through a mitophagy-dependent manner. J. Adv. Res. 2024; 55: 45–60. https://doi.org/10.1016/j.jare.2023.02.012
  23. Ma C., Han L., Wu J., Tang F., Deng Q., He T., et al. MSCs cell fates in murine acute liver injury and chronic liver fibrosis induced by carbon tetrachloride. Drug Metab. Dispos. 2022; 50(10): 1352–60. https://doi.org/10.1124/dmd.122.000958

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© , 2025



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.