Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 5, вересень-жовтень, c. 72-81

doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.05.072

Семікарбазид зменшує ознаки індукованого блеоміцином фіброзу легені у щурів

04.01.2022   Uncategorized   No comments

О. О. Гудкова*, І. П. Крисюк, Т. О. Кішко,
Н. М. Попова, Л. Б. Дробот, Н. В. Латишко

Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: ogudkova@biochem.kiev.ua

Отримано: 16 липня 2021; Затверджнено: 22 вересня 2021

Характерними ознаками фіброзу легені (ФЛ) вважають накопичення компонентів позаклітинного матриксу (ПКМ), окислювальний стрес та запалення. Крім того, ФЛ супроводжується гіперактивацією аміноксидаз (АО), які суттєво впливають на прогресування цього захворювання. Метою дослідження було з’ясувати вплив семікарбазиду (SC), інгібітора мідьвмісних АО (лізилоксидази (LOX), семікарбазидчутливої амінооксидази (SSAO), діамінооксидази (DAO)), на індукований блеоміцином (BLM) ФЛ у щурів. Вісімнадцять щурів-самців лінії Wistar було розділено на чотири групи: Контроль (інтактні тварини); група BLM – тварини, яким вводили BLM (5 мг/кг) внутрішньотрахеально одноразово; група BLM+SC отримувала 0,005% розчин SC (приблизно 50 мкг на тварину на добу) протягом трьох тижнів одразу після введення BLM; група Контроль+SC споживала одночасно з групою BLM+SC той самий розчин. У тканинах тварин визначали такі показники: вміст зшитого колагену в бронхах та вільних радикалів у легені, активність LOX, SSAO, DAO, поліамін­оксидази (PAO), Cu,Zn-супероксиддисмутази (SOD1), каталази (CAT) та глутатіонпероксидази (GPx) в легені та крові. Введення BLM щурам спричинювало у них розвиток ФЛ, що було підтверджено гістологічно та морфометрично. Розвиток ФЛ також супроводжувався підвищенням вмісту зшитого колагену в бронхах та вільних радикалів в легеневій тканині відносно контро­лю. Рівні активності LOX та SSAO, які беруть участь у посттрансляційній модифікації ПКМ та запаленні, були значно підвищені в тварин групи BLM (P < 0,05). Активності DAO та PAO, які контролюють обмін поліамінів, також істотно зростали. З усіх досліджених антиоксидантних ензимів у тканинах тварин із ФЛ зазнавала збільшення порівняно з контролем лише активність GPx. Всі описані вище зміни були відсутні в групі BLM+SC. Вживання тваринами SC сприяло тому, що гістологічні та морфометричні показники легеневої тканини, вміст зшитого колагену в бронхах та вільних радикалів у легені, а також активність досліджуваних ензимів залишалися на рівні контролю. Одержані дані свідчать про те, що SC стримує розвиток індукованого BLM фіброзу легені шляхом інгібування АО.

Ключові слова: , , , , ,

Посилання:

  1. Clarke DL, Carruthers AM, Mustelin T, Murray LA. Matrix regulation of idiopathic pulmonary fibrosis: the role of enzymes. Fibrogenesis Tissue Repair. 2013;6(1):20. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Cheresh P, Kim SJ, Tulasiram S, Kamp DW. Oxidative stress and pulmonary fibrosis. Biochim Biophys Acta. 2013;1832(7):1028-1040. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Marttila-Ichihara F, Elima K, Auvinen K, Veres TZ, Rantakari P, Weston C, Miyasaka M, Adams D, Jalkanen S, Salmi M. Amine oxidase activity regulates the development of pulmonary fibrosis. FASEB J. 2017;31(6):2477-2491. PubMed,  CrossRef
  4. Structure and functions of amine oxidases. (Ed by Mondovi B). CRC Press. 2017. 299 p. CrossRef
  5. Wang J, Zhu Y, Tan J, Meng X, Xie H, Wang R. Lysyl oxidase promotes epithelial-to-mesenchymal transition during paraquat-induced pulmonary fibrosis. Mol Biosyst. 2016;12(2):499-507. PubMed, CrossRef
  6. Salmi M, Jalkanen S. Vascular Adhesion Protein-1: A Cell Surface Amine Oxidase in Translation. Antioxid Redox Signal. 2019;30(3):314-332. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Lucarini L, Pini A, Rosa AC, Lanzi C, Durante M, Chazot PL, Krief S, Schreeb A, Stark H, Masini E. Role of histamine H4 receptor ligands in bleomycin-induced pulmonary fibrosis. Pharmacol Res. 2016;111:740-748. PubMed, CrossRef
  8. Branco ACCC, Yoshikawa FSY, Pietrobon AJ, Sato MN. Role of Histamine in Modulating the Immune Response and Inflammation. Mediators Inflamm. 2018;2018:9524075.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Hoet PH, Nemery B. Polyamines in the lung: polyamine uptake and polyamine-linked pathological or toxicological conditions. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2000;278(3):L417-L433. PubMed, CrossRef
  10. Grasemann H, Shehnaz D, Enomoto M, Leadley M, Belik J, Ratjen F. L-ornithine derived polyamines in cystic fibrosis airways. PLoS One. 2012;7(10):e46618. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Cox TR, Bird D, Bake AM, Barker HE, Ho MWY, Lang G, Erler JT. LOX-mediated collagen crosslinking is responsible for fibrosis-enhanced metastasis. Cancer Res. 2013;73(6):1721-1732. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Reinert T, Baldotto CSR, Nunes FAP, Scheliga AAS. Bleomycin-Induced Lung Injury. J Cancer Res. 2013;2013:1-9.  CrossRef
  13. Latyshko N, Gudkova O, Dmytrenko M. Semicarbazide as potential source of formaldehyde and nitric oxide formation. Drugs Ther Stud. 2012;2(1):e9. CrossRef
  14. Gudkova OO, Latyshko NV, Gudkova LV, Mikhailovsky VO. Rat liver catalase under artificial hypobiosis conditions. Biopolym Cell. 2005;21(1):28-34. (In Ukrainian). CrossRef
  15. Korzhevsky DE, Gilyarov AV. Fundamentals of histological technique. St. Petersburg: SpetsLit. 2010. 96 p. (In Russian).
  16. Zaides AL, Mikhailov AN, Pushchenko OI. Modified method for determination of oxyproline. Biochemistry. 1964; 29(1): 5-7.
  17. Volodina TT, Dzvonkevych ND, Petrun’ LM, Krysiuk IP, Popova NM, Shandrenko SH, Dmytrenko MP. Altered collagene characteristics and lysyl oxidase activity in lathyrism. Fiziol Zh. 2011;57(3):62-68. (In Ukrainian). PubMed
  18. Gudkova OO, Latyshko NV, Shandrenko SG. Amine oxidases as important agents of pathological processes of rhabdomyolysis in rats. Ukr Biochem J. 2016;88(1):79-87. PubMed, CrossRef
  19. Gudkova OO, Latyshko NV, Zaitseva OV, Shandrenko SG. Purification procedure and assay for the activity of lysyl oxidase. Ukr Biochem J. 2018;90(5):98-105. CrossRef
  20. Labudzynskyi DO, Zaitseva OV, Latyshko NV, Gudkova OO, Veliky MM. Vitamin D(3) contribution to the regulation of oxidative metabolism in the liver of diabetic mice. Ukr Biochem J. 2015; 87(3):75-90. PubMed, CrossRef
  21. Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976; 72(1-2):248-254. PubMed, CrossRef
  22. Zhang CY, Duan JX, Yang HH , Sun CC, Zhong WJ, Tao JH, Guan XX, Jiang HL, Hammock BD, Hwang SH, Zhou Y, Guan CX. COX-2/sEH dual inhibitor PTUPB alleviates bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice via inhibiting senescence. FEBS J. 2020;287(8):1666-1680. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  23. Maranghi F, Tassinari R, Marcoccia D, Altieri I, Catone T, De Angelis G, Testai E, Mastrangelo S, Evandri MG, Bolle P, Lorenzetti S. The food contaminant semicarbazide acts as an endocrine disrupter: Evidence from an integrated in vivo/in vitro approach. Chem Biol Interact. 2010;183(1):40-48. PubMed, CrossRef
  24. Dmytrenko MP, Shandrenko SH, Petrun LM, Kishko TO, Sylonova NV, Latyshko NV, Gudkova OO, Sushkova VV. Formaldehyde metabolism in semicarbazide intoxication. Ukr Biokhim Zhurn. 2010;82(4):86-91. (In Ukrainian). PubMed
  25. Bailey AJ, Peach CM, Fowler LJ. Chemistry of the collagen cross-links. Isolation and characterization of two intermediate intermolecular cross-links in collagen. Biochem J. 1970;117(5):819-831. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  26. Mercier N. The role of ‘semicarbazide-sensitive amine oxidase’ in the arterial wall. Artery Res. 2009;3(4):141-147. CrossRef
  27. Giannoni E, Parri M, Chiarugi P. EMT and oxidative stress: a bidirectional interplay affecting tumor malignancy. Antioxid Redox Signal. 2012;16(11):1248-1263. PubMed, CrossRef
  28. Richter K, Kietzmann T. Reactive oxygen species and fibrosis: further evidence of a significant liaison. Cell Tissue Res. 2016;365(3):591-605. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  29. Oury TD, Thakker K, Menache M, Chang LY, Crapo JD, Day BJ. Attenuation of bleomycin-induced pulmonary fibrosis by a catalytic antioxidant metalloporphyrin. Am J Respir Cell Mol Biol. 2001;25(2):164-169. PubMed, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.