Влияние варианта развития меланомы B16/F10 на содержание цитохрома С в митохондриях различных органов самок мышей

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. 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. 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. 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.

1. Wan 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. Патент RU № 2123342 C1: Способ лечения рака легкого / Ю. С. Сидоренко, С. З. Карташов, Е. М. Франциянц. - 1998. - Опубл. 20.12.1998.