Активність сукцинатдегідрогенази мітохондрій печінки тварин-реципієнтів за впливу алогенних мезенхімальних стовбурових клітин

Автор(и)

  • L. V Kladnytska National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • A. Y. Mazurkevych National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • V A Tomchuk National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • L V Garmanchuk Taras Shevchenko National University, Scientific and Research Center "Institute of Biology and Medicine"
  • M O Maluk National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • L G Kalachnyk National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • S V Velychko National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • O V Lozova Kyiv Medical University
  • V B Danilov National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • Iu. O. Kharkevych National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • T. A. Tkachenko National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • R. R. Bokotco National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • D. A. Shelest National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31548/ujvs2019.03.001

Анотація

Дослідження проводили на самцях мишей C57BL/6 віком 2-3 місяці. Отримання алогенних мезенхімальних стовбурових клітин ( МСК) культури жирової тканини і кісткового мозку  проводили за стерильних умов у боксі біологічної безпеки 2-го класу. Культури клітин культивували в СО2 інкубаторі за температури 37° С, 5% СО2 у середовищі DMEM з додаванням 10-15 % фетальної бичачої сироватки, 1 % антибіотика-антимікотика (Sigma-Aldrich, США). Сформовані наступні групи тварин: 1 група - інтактні (контрольні) тварини; 2 група – тварини, яким уводили     0,5 мл 0,89 % розчину NaCl (плацебо); 3 група – тварини, яким уводили 104 алогенних МСК культури жирової тканини в 0,5 мл фосфатного буферного розчину, 4 група – тварини, яким уводили 104 алогенних МСК культури кісткового мозку в 0,5 мл фосфатного буферного розчину. На 12-ту добу після трансплантації МСК у тварин сформованих груп визначали активність сукцинатдегідрогенази в мітохондріях печінки.

Визначення активності ферменту проводили у відповідності зі способом, принципом якого є відновлення феррицианида калію (K3[Fe(CN)6]) до фероцианида калію (K4[Fe(CN)6]) сукцинатом із залученням сукцинатдегідрогенази. Активність визначали за обсягом відновленого феррицианида.   Статистичну обробку результатів проводили з використанням програмного забезпечення "Origin 6.1" та t-критерію Стьюдента. Всі дані представлені у вигляді середніх арифметичних і стандартних відхилень.

Встановлено, що на 12-ту добу дослідження активність сукцинатдегідрогенази у третій дослідній групі становила 57,7 ± 1,6 ммоль / л K3[Fe(CN)6] / мг*хв (р < 0,001), що було достовірно вище, ніж у тварин першої та другої груп – 45,9 ± 0,7 і 43,3 ± 1,2 ммоль / л K3[Fe(CN)6] / мг*хв відповідно. Активність ферменту у тварин четвертої експериментальної групи була також достовірно вищою порівняно з першими двома групами і становила 53,3 ± 1,4 ммоль/л K3[Fe(CN)6]/мг*хв (р < 0,01). Слід зазначити, що активність мітохондріальної сукцинатдегідрогенази в печінці тварин-реципієнтів після трансплантації МСК культури жирової тканини достовірно вища, ніж після трансплантації МСК культури кісткового мозку (р < 0,05).

Таким чином, було визначено достовірне підвищення активності мітохондріальної сукцинатдегідрогенази в печінці тварин-реципієнтів після трансплантації алогенних мезенхімальних стовбурових клітин з культури жирової тканини і кісткового мозку.

Ключові слова: мезенхімальні стовбурові клітини, мітохондрії, сукцинатдегідрогеназа, миші, кістковий мозок, жирова тканина.

 

Посилання

Ahmad, T., Mukherjee, S., Pattnaik, B., Kumar, M., Singh, S., Kumar, M., Rehman, R., Tiwari, BK., Jha, KA, Barhanpurkar, AP et al (2014). Miro1 regulates intercellular mitochondrial transport & enhances mesenchymal stem cell rescue efficacy. EMBO J 33:994–1010. https://doi.org/10.1002/embj.201386030

Andres, A. L, Gong, X., Di, K., Bota, D. A. (2014). Low-doses of cisplatin injure hippocampal synapses: a mechanism for 'chemo' brain? Exp Neurol 255:137–144. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2014.02.020

Babenko, V. A, Silachev, D. N., Zorova, L. D., Pevzner, I. B, Khutornenko, A. A., Plotnikov, E. Y., Sukhikh, G. T., Zorov, D. B. (2015). Improving the post-stroke therapeutic potency of mesenchymal multipotent stromal cells by Cocultivation with cortical neurons: the role of crosstalk between cells. Stem Cells Transl Med 4:1011–1020. https://doi.org/10.5966/sctm.2015-0010

Danielyan, L., Beer-Hammer, S., Stolzing, A., Schafer, R., Siegel, G., Fabian, C., Kahle, P., Biedermann, T., Lourhmati, A., Buadze, M. et al (2014). Intranasal delivery of bone marrow-derived mesenchymal stem cells, macrophages, and microglia to the brain in mouse models of Alzheimer's and Parkinson's disease. Cell Transplant 23(Suppl 1): S123–S139. https://doi.org/10.3727/096368914X684970

Donega, V., Nijboer, C. H., Braccioli, L., Slaper-Cortenbach, I., Kavelaars, A., van Bel, F., Heijnen, C. J. (2014). Intranasal administration of human MSC for ischemic brain injury in the mouse: in vitro and in vivo neuroregenerative functions. PLoS One 9:e112339. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0112339

Donega, V., Nijboer, C. H., van Tilborg, G., Dijkhuizen, R. M., Kavelaars, A., Heijnen, C. J. (2014). Intranasally administered mesenchymal stem cells promote a regenerative niche for repair of neonatal ischemic brain injury. Exp Neurol 261:53–64. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2014.06.009

Donega, V., van Velthoven, C. T., Nijboer, C. H., van Bel, F., Kas, M. J., Kavelaars, A., Heijnen, C. J. (2013). Intranasal mesenchymal stem cell treatment for neonatal brain damage: long-term cognitive and sensorimotor improvement. PLoS One 8:e51253. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0051253

Galluzzi, L., Kepp, O., Kroemer, G. (2012). Mitochondria: master regulators of danger signalling. Nat Rev Mol Cell Biol 13:780–788. https://doi.org/10.1038/nrm3479

Hayakawa, K., Esposito, E., Wang, X., Terasaki, Y., Liu, Y., Xing, C., Ji, X., Lo, E. H. (2016). Transfer of mitochondria from astrocytes to neurons after stroke. Nature 535:551–555. https://doi.org/10.1038/nature18928

Huo, X, Reyes, T. M., Heijnen, C. J., Kavelaars, A. (2018). Cisplatin treatment induces attention deficits and impairs synaptic integrity in the prefrontal cortex in mice. Sci Rep 8:17400. https://doi.org/10.1038/s41598-018-35919-x

Islam, M. N., Das, S. R., Emin, M. T., Wei, M., Sun, L., Westphalen, K., Rowlands, D. J., Quadri, S. K., Bhattacharya, S., Bhattacharya, J. (2012). Mitochondrial transfer from bone-marrow-derived stromal cells to pulmonary alveoli protects against acute lung injury. Nat Med 18:759–765. https://doi.org/10.1038/nm.2736

Jackson, M. V., Morrison, T. J., Doherty, D. F., McAuley, D. F., Matthay, M. A., Kissenpfennig, A., O'Kane, C. M., Krasnodembskaya, A. D. (2016). Mitochondrial transfer via tunneling nanotubes is an important mechanism by which mesenchymal stem cells enhance macrophage phagocytosis in the in vitro and in vivo models of ARDS. Stem Cells 34:2210–2223. https://doi.org/10.1002/stem.2372

Kelland, L. (2007). The resurgence of platinum-based cancer chemotherapy. Nat Rev Cancer 7:573–584. https://doi.org/10.1038/nrc2167

Kladnytska, L. V., Mazurkevych, A. Y., Maluk, M. O., Tomchuk, V. A., Garmanchuk, L. V.,Velychko, S. V., Danilov, V. B., Kharkevych, Iu. O., Melnyk, O. O., Shelest, D. V., Velychko, V. S. (2018). Influence of transplantated allogenic bone marrow and adipose derived mesenchimal stromal cells on the biochemical parameters of C57Bl/6 mice blood // Ukr. Biochem. J. Vol. 90. Special Issue. 79 ISSN 2409-4943

Mahrouf-Yorgov, M., Augeul, L., Da Silva, C. C., Jourdan, M., Rigolet, M., Manin, S., Ferrera, R., Ovize, M., Henry, A., Guguin, A. et al (2017). Mesenchymal Stem Cells sense mitochondria released from damaged cells as danger signals to activate their rescue properties. Cell Death Differ 24:1224–1238. https://doi.org/10.1038/cdd.2017.51

Maurodi, S. (2003). Mitochondrial respiratory-chain diseases // N. Engl. J. Med. Vol.348. 285 https://doi.org/10.1056/NEJMra022567

McCloy, R. A., Rogers, S., Caldon, C. E., Lorca, T., Castro, A., Burgess, A. (2014). Partial inhibition of Cdk1 in G2 phase overrides the SAC and decouples mitotic events. Cell Cycle 13:1400–1412. https://doi.org/10.4161/cc.28401

Nabila Boukelmoune, Gabriel, S. Chiu, Annemieke Kavelaars and Cobi J. (2018). Heijnen Mitochondrial transfer from mesenchymal stem cells to neural stem cells protects against the neurotoxic effects of cisplatin //Acta Neuropathologica Communications. 6:139 https://doi.org/10.1186/s40478-018-0644-8

Zhang, R., Liu, Y., Yan, K., Chen, L., Chen, X. R., Li, P., Chen, F. F., Jiang, X. D. (2013). Anti-inflammatory and immunomodulatory mechanisms of mesenchymal stem cell transplantation in experimental traumatic brain injury. J Neuroinflammation 10:106. https://doi.org/10.1186/1742-2094-10-106

Zhao, C., Deng, W., Gage, F. H. (2008). Mechanisms and functional implications of adult neurogenesis. Cell 132:645–660. https://doi.org/10.1016/j.cell.2008.01.033

Zhuying Wei1, Dongfang Li, Lin Zhu, Lei Yang, Chen Chen , Chunling Bai1, and Guangpeng Li Wei et al. (2018). Omega 3 polyunsaturated fatty acids inhibit cell proliferation by regulating cell cycle in fad3b transgenic mouse embryonic stem cells Lipids in Health and Disease 17:210 https://doi.org/10.1186/s12944-018-0862-x

Sun, F. (2005). Сrystal structure of mitochondrial respiratory membrane protein complex II / F. Sun [et al.]. Cell. № 121 (7). 1043-1057.

https://doi.org/10.1016/j.cell.2005.05.025

Han, X. (2017). Involvement of mitochondrial dynamics in the antineoplastic activity of cisplatin in murine leukemia L1210 cells / X.Han [et al.]. // Oncol Rep. Vol. 38. №2. 985-992.

https://doi.org/10.3892/or.2017.5765

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-08-19

Номер

Том 10 № 3 (2019)

Розділ

Статті

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).