uzspbgmuУчёные записки Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. ПавловаThe Scientific Notes of the Pavlov University1607-41812541-8807Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1607-4181-2020-27-4-46-52uzspbgmu-774Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫORIGINAL PAPERSВлияние варианта развития меланомы B16/F10 на содержание цитохрома С в митохондриях различных органов самок мышейInfluence of B16/F10 melanoma growth variant on the level of cytochrome C in mitochondria in various organs of female micehttps://orcid.org/0000-0003-3618-6890ФранциянцЕ. М.FrantsiyantsE. M.

Франциянц Елена Михайловна - доктор биологических наук, профессор, заместитель генерального директора по научной работе.

Ростов-на-Дону.

Frantsiyants Elena M. - Dr. of Sci. (Biol.), Professor, Deputy General Director for Science, National Medical Research Centre for Oncology.

Rostov-on-Don.

super.gormon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7395-3086НескубинаИ. В.NeskubinaI. V.

Нескубина Ирина Валерьевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей.

Ростов-на-Дону.

Neskubina Irina V. - Cand. of Sci. (Biol.), Senior Research Fellow at the Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, National Medical Research Centre for Oncology.

Rostov-on-Don.

neskubina.irina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3711-8155ЧеряринаН. Д.CheryarinaN. D.

Черярина Наталья Дмитриевна - врач-лаборант лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей.

Ростов-на-Дону.

Cheryarina Natalia D. - Laboratory Doctor at the Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, National Medical Research Centre for Oncology.

Rostov-on-Don.

scalolas.92@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4318-7587СуриковаЕ. И.SurikovaE. I.

Сурикова Екатерина Игоревна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей.

Ростов-на-Дону.

Surikova Ekaterina I. - Cand. of Sci. (Biol.), Senior Research Fellow at the Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, National Medical Research Centre for Oncology.

Rostov-on-Don.

sunsur2000@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2713-8598НемашкаловаЛ. А.NemashkalovaL. A.

Немашкалова Людмила Анатольевна - научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей.

Ростов-на-Дону.

Nemashkalova Lyudmila A. - Research Fellow at the Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study, National Medical Research Centre for Oncology.

Rostov-on-Don.

tilde09@rambler.ruНациональный медицинский исследовательский центр онкологии Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияNational Medical Research Centre for OncologyRussian Federation2020261120202744652Copyright © Франциянц Е.М., Нескубина И.В., Черярина Н.Д., Сурикова Е.И., Немашкалова Л.А., 20212021Франциянц Е.М., Нескубина И.В., Черярина Н.Д., Сурикова Е.И., Немашкалова Л.А.Frantsiyants E.M., Neskubina I.V., Cheryarina N.D., Surikova E.I., Nemashkalova L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sci-notes.ru/jour/article/view/774Введение

Введение. Цитохром С в митохондриях переносит электроны от III к IV комплексу и является сигнальной молекулой в реализации апоптоза.

Цель — изучить уровень цитохрома С в митохондриях клеток различных органов мышей-самок при стандартном и стимулированном росте экспериментальной меланомы B16/F10.

Методы и материалы

Методы и материалы. В эксперименте использовали мышей-самок линии C57BL/6 (n=168). Группы: интактная (n = 21); контрольная — модель хронической нейрогенной боли (ХНБ) (n=21); группа М — стандартная трансплантация меланомы B16/F10 (n=63); группа ХНБ + М — трансплантация меланомы B16/F10 через 3 недели после создания модели ХНБ (n=63). Методом иммуноферментного анализа определяли уровень цитохрома С (нг/мг белка) (Bioscience, Austria). Статистический анализ результатов выполнен с помощью программы «Statistica 10.0».

Результаты

Результаты. Через 1 неделю стандартного роста меланомы выявили повышение уровня цитохрома С в митохондриях мозга и печени в 2,7 и 1,7 раза, к 3-й неделе роста — снижение в печени и кожи в 1,7 раза. В митохондриях меланомы уровень цитохрома С был ниже интакных величин кожи: через 1 неделю — в 2,5 раза, 2 недели — в 4,5 раза, 3 недели — в 4,6 раза. Через 1 неделю стимулированного роста меланомы уровень цитохрома С снизился относительно контрольных величин: в мозге — в 2,2 раза, печени — в 1,9 раза, кожи — в 1,4 раза, к 3-й неделе в митохондриях мозга — в 4,8 раза, печени — в 4,7 раза, сердца — в 2,3 раза, кожи — в 1,9 раза. В митохондриях меланомы содержание цитохрома С было ниже значений в контрольной коже: через 1 неделю — в 15,3 раза, 2 недели — в 10,3 раза, 3 недели — в 8,8 раза.

Заключение

Заключение. Установлено низкое содержание уровня цитохрома С в митохондриях меланомы при стандартном и стимулированном росте опухоли. Полученные данные возможно использовать в эксперименте и клинике по применению экзогенного цитохрома С как агента, способствующего замедлению злокачественного процесса.

Introduction

Introduction. Cytochrome C in mitochondria transfers electrons from complex III to complex IV, and it is a signaling molecule in the apoptosis realization.

The objective was to evaluate the level of cytochrome C in cell mitochondria in various organs of female mice with standard and stimulated growth of experimental B16/F10 melanoma.

Methods and materials

Methods and materials. The experiment was performed on female C57BL/6 mice (n=168). The groups were: intact animals (n=21); controls with a model of chronic neurogenic pain (CNP) (n = 21); group M — standard B16/F10 melanoma transplantation (n=63), group CNP + M — B16/F10 melanoma transplantation 3 weeks after CNP model creation (n=63). The level of cytochrome C (ng / mg protein) were measured by ELISA (Bioscience, Austria). Statistical analysis of results was performed using the «Statistica 10.0» program.

Results

Results. After 1 week of standard melanoma growth, an increase in the level of cytochrome C by 2.7 and 1.7 times was detected in mitochondria of the brain and liver; by the 3rd week, it decreased in the liver and skin by 1.7 times. In melanoma mitochondria, the level of cytochrome C was lower than in the skin of intact animals: by 2.5 times after week 1, by 4.5 times after week 2, and by 4.6 times after week 3. After 1 week of stimulated melanoma growth, the level of cytochrome C decreased compared control values: by 2.2 times in the brain, by 1.9 times in the liver, by 1.4 times in the skin; by week 3, it decreased by 4.8 times in mitochondria of the brain, by 4.7 times — in the liver, by 2.3 times — in the heart, by 1.9 times — in the skin. In melanoma mitochondria, the level of cytochrome C was lower than in the skin of intact animals: by 15.3 times after week 1, by 10.3 times after week 2, and by 8.8 times after week 3.

Conclusion

Conclusion. Low level of cytochrome C were found in melanoma mitochondria in standard and stimulated tumor growth. The data can be used in the experiment and in clinic for using exogenous cytochrome C as an agent slowing down the malignant process.

митохондрии клетокцитохром Схроническая нейрогенная больэкспериментальная меланома B16/F10мыши-самкиcell mitochondriacytochrome Cchronic neurogenic painexperimental B16/F10 melanomafemale miceReferencesWan J., Kalpage H. A., Vaishnav A., Liu J. et al. Regulation of Respiration and Apoptosis by Cytochrome c Threonine 58 Phosphorylation // Scientific reports. - 2019. -Vol. 9, № 1. - P 15815. Doi: 10.1038/s41598-019-52101-z.Wan J., Kalpage H. A., Vaishnav A., Liu J., Lee I., Mahapatra G., Turner A. A., Zurek M. P., Ji Q., Moraes C. T., Recanati M. A., Grossman L. I., Salomon A. R., Edwards B., Huttemann M. Regulation of Respiration and Apoptosis by Cytochrome c Threonine 58 Phosphorylation. Scientific reports. 2019;9(1):15815. Doi: 10.1038/s41598-019-52101-z.Li K., Li Y., Shelton J. M. et al. Cytochrome c deficiency causes embryonic lethality and attenuates stress-induced apoptosis // Cell. - 2000. - Vol. 101. - P. 389-399. Doi: 10.1016/s0092-8674(00)80849-1.Li K., Li Y., Shelton J. M., Richardson J. A., Spencer E., Chen Z. J., Wang X., Williams R. S. Cytochrome c deficiency causes embryonic lethality and attenuates stress-induced apoptosis // Cell. 2000;(101):389-399. Doi: 10.1016/s0092-8674(00)80849-1.Kagan V. E., Bayir H. A., Belikova N. A. et al. Cytochrome c/ cardiolipin relations in mitochondria: a kiss of death // Free Radic. Biol. Med. - 2009. - Vol. 46, № 11. - P. 1439-53. Doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2009.03.004.Kagan V. E., Bayir H. A., Belikova N. A., Kapralov O., Tyurina Y. Y., Tyurin V. A., Jiang J., Stoyanovsky D. A., Wipf P., Kochanek P. M., Greenberger J. S., Pitt B., Shvedova A. A., Borisenko G. Cytochrome c/cardiolipin relations in mitochondria: a kiss of death // Free Radic Biol Med. 2009;46(11):1439-1453. Doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2009.03.004.Rajagopal B. S., Edzuma A. N., Hough M. A. et al. The hydrogen-peroxide-induced radical behaviour in human cytochrome c-phospholipid complexes: implications for the enhanced pro-apoptotic activity of the G41S mutant // Biochem. J. - 2013. - Vol. 456, № 3. - P. 441-452. Doi: 10.1042/BJ20130758.Rajagopal B. S., Edzuma A. N., Hough M. A., Blundell K. L., Kagan V. E., Kapralov A. A., Fraser L. A., Butt J. N., Silkstone G. G., Wilson M. T., Svistunenko D. A., Worrall J. A. The hydrogen-peroxide-induced radical behaviour in human cytochrome c-phospholipid complexes: implications for the enhanced pro-apoptotic activity of the G41S mutant // Biochem. J. 2013;456(3):441-452. Doi: 10.1042/BJ20130758.Josephine S. Modica-Napolitano, Keshav K. Singh. Mitochondrial dysfunction in cancer // Mitochondrion. - 2004. - Vol. 45, № 6. - P. 755-762. Doi: 10.1016/j.mito.2004.07.027.Josephine S. Modica-Napolitano, Keshav K. Singh. Mitochondrial dysfunction in cancer. Mitochondrion. 2004; 4(5-6):755-762. Doi: 10.1016/j.mito.2004.07.027.Elena Herbers, Nina J Kekalainen, Anu Hangas et al. Tissue specific differences in mitochondrial DNA maintenance and expression // Mitochondrion. - 2019. - Vol. 44. - P. 85-92. Doi: 10.1016/j.mito.2018.01.004.Elena Herbers, Nina J Kekalainen, Anu Hangas et al. Tissue specific differences in mitochondrial DNA maintenance and expression // Mitochondrion. 2019;(44):85-92. Doi:10.1016/j.mito.2018.01.004.Кит О. И., Котиева И. М., Франциянц Е. М. и др. Влияние хронической нейропатической боли на течение злокачественного процесса меланомы e16/f10 у самцов мышей // Известия высших учеб. завед. Северо-Кавказ. регион. Сер.: Естеств. науки. - 2019. - Т. 201. - С. 106-111.Kit O. I., Kotieva I. M., Frantsiyants E. M. et al. Influence of chronic neuropathic pain on the course of malignant в16/ f10 melanoma in male mice // Bulletin of higher educational institutions. North Caucasus region. Natural sciences. Severo-Kavkazskij region. Seriya: Estestvennye nauki. 2019; 1(201):106-111. (In Russ.).Егорова М. В., Афанасьев С. А. Выделение митохондрий из клеток и тканей животных и человека: современные методические приемы // Сибир. мед. журн. -2011. - Т. 26, № 1-1. - С. 22-28.Egorova M. V., Afanasiev S. A. Isolation of mitochondria from cells and tissues of animals and hupman: modern methodical approaches // Sibirskiy meditsinskiy zhurnal -Sibirian Medical Journal. 2011;26(1-1):22-28. (In Russ.).Kalpage H. A., Bazylianska V., Recanati M. A. et al. Tissue-specific regulation of cytochrome c by post-translational modifications: respiration, the mitochondrial membrane potential, ROS, and apoptosis // FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. - 2018. - Vol. 33, № 2. - P. 1540-1553. Doi: 10.1096/fj.201801417R.Kalpage H. A., Bazylianska V., Recanati M. A. et al. Tissue-specific regulation of cytochrome c by post-translational modifications: respiration, the mitochondrial membrane potential, ROS, and apoptosis. // FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2018;33(2):1540-1553. Doi: 10.1096/fj.201801417R.Gama-Heredia J. M., Díaz-Quintana A., Salzano M. et al. Tyrosine phosphorylation turns alkaline transition into a biologically relevant process and makes human cytochrome c behave as an anti-apoptotic switch // J. Biol. Inorg. Chem. - 2011. - Vol. 16. - P. 1155-1168. Doi: 10.1007/s00775-011-0804-9.García-Heredia J. M., Díaz-Quintana A., Salzano M. et al. Tyrosine phosphorylation turns alkaline transition into a biologically relevant process and makes human cytochrome c behave as an anti-apoptotic switch // J. Biol. Inorg. Chem. 2011;(16);1155-1168. Doi: 10.1007/s00775-011-0804-9.Moreno-Beltrán B., Guerra-Castellano A., Díaz-Quintana A., Del Conte R., García-Mauriño S. M., Díaz–Moreno S., González-Arzola K., Santos-Ocaña C., Velázquez-Campoy A., De la Rosa M. A., Turano P., Díaz-Moreno I. Structural basis of mitochondrial dysfunction in response to cytochrome c phosphorylation at tyrosine 48 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2017. - Vol. 114, № 15. - P. 3041-3050. Doi: 10.1073pnas.1618008114.Moreno-Beltrán B., Guerra-Castellano A., Díaz-Quintana A. et al. Structural basis of mitochondrial dysfunction in response to cytochrome c phosphorylation at tyrosine 48 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017;114(15):3041-3050. Doi: 10.1073pnas.1618008114.Mahapatra G., Varughese A., Ji Q. Phosphorylation of Cytochrome c Threonine 28 Regulates Electron Transport Chain Activity in Kidney. IMPLICATIONS FOR AMP KINASE // J. Biol. Chem. - 2016. - Vol. 292, № 1. - P. 6479. Doi: 10.1074/jbc.m116.744664.Mahapatra G., Varughese A., Ji Q. et al. Phosphorylation of Cytochrome c Threonine 28 Regulates Electron Transport Chain Activity in Kidney. IMPLICATIONS FOR AMP KINASE // J. Biol. Chem. 2016;292(1):64-79. Doi: 10.1074/jbc.m116.744664.Guerra-Castellano A., Díaz-Quintana A., Pérez-Mejías G. et al. Oxidative stress is tightly regulated by cytochrome c phosphorylation and respirasome factors in mitochondria // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2018. - Vol. 115, № 31. - P. 7955-7960. Doi: 10.1073/pnas.1806833115.Guerra-Castellano A., Díaz-Quintana A., Pérez-Mejías G. et al. Oxidative stress is tightly regulated by cytochrome c phosphorylation and respirasome factors in mitochondria // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018;115(31):7955-7960. Doi: 10.1073/pnas.1806833115.Патент RU № 2559086 C1: Способ предотвращения развития злокачественного процесса в эксперименте / О. И. Кит, Е. М. Франциянц, И. В. Каплиева и др. - 2015. -Опубл. 10.08.2015.Patent RU № 2559086 C1. Sposob predotvrashcheniya razvitiya zlokachestvennogo processa v eksperimente / Kit O. I., Franciyanc E. M., Kaplieva I. V et al. - 2015. Opubl. 10.08.2015. (In Russ).Патент RU № 2123342 C1: Способ лечения рака легкого / Ю. С. Сидоренко, С. З. Карташов, Е. М. Франциянц. - 1998. - Опубл. 20.12.1998.Patent RU № 2123342 C1. Sposob lecheniya raka legkogo / Sidorenko Yr. S., Kartashov S. Z., Franciyanc E. M. -1998. Opubl. 20.12.1998. (In Russ).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.