Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН (Иркутск).
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам пятого конгресса молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» / Под ред. Л.М. Огородовой, Л.В. Капилевича.- Томск, СибГМУ.- 2004.- 413 с.
Скачать сборник целиком
Развитие биотехнологии, молекулярной и клеточной биологии сделало клетку не только главным объектом воздействий, но и средством лечения многих заболеваний. Так, уже сейчас для лечения сахарного диабета успешно используется трансплантация культур островковых клеток поджелудочной железы, показан положительный эффект кардиомиопластики. При использовании клеточного материала отпадает необходимость в широкомасштабном хирургическом вмешательстве и существенно сокращается потребность в донорском материале, поскольку для замещения многих жизненно важных функций дефектного органа оказывается достаточно введения сравнительно небольшого количества донорских клеток. Список препаратов на основе клеток широк. Он включает живые и консервированные клетки, а также их гомогенаты, экстракты и выделенные из них биологически активные соединения. Широкий спектр средств применяемых для терапии с использованием клеток, предполагает наличие как общих (неспецифических), так и специфических механизмов их действия [1, 3].
Известен целый ряд публикаций сообщающих об изменении уровня белков, принадлежащих к семейству белков теплового шока с молекулярной массой 70 кДа, при развитии различных патологических процессов. Довольно большое число из них посвящено изучению БТШ70 при патологических состояниях миокарда [2, 4]. В нашей работе БТШ70 используются в качестве показателя внутриклеточных изменений. Выбор БТШ70 в качестве маркера стрессового состояния обусловлен тем, что он играет одну из ключевых ролей в образовании третичной и четвертичной структур белков, поддержании жизнеспособности клетки в стрессовой ситуации.
Целью нашего исследования явилось изучение влияния неонатальных ксеногенных клеток на изменение уровня БТШ70 в миокарде крыс на модели адреналинового миокардита.
Материалы и методы.
В качестве экспериментальных животных использовались беспородные 7-8 месячные крысы весом 220-350 граммов: здоровые крысы (n=6), крысы с миокардитом без трансплантации (n=31), крысы с миокардитом и трансплантацией клеток сердца неонатальных кроликов через 10 минут после инъекции адреналина(n=10), крысы с миокардитом и транплантацией клеток печени неонатальных кроликов через 10 минут после инъекции адреналина (n=7), крысы с миокардитом и трансплантацией лиофилизированных клеток сердца неонатальных кроликов через 10 минут после инъекции адреналина (n=27).
Экспериментальный миокардит моделировался подкожным введением адреналина в концентрации 0,5мл/100г веса животного 0,1% раствора адреналина гидрохлорида (адреналиновый миокардит рассматривается, как очаговый дистрофический и некротический процесс - одна из форм "повреждения" сердечной мышцы). Трансплантация клеток осуществлялась через 10 минут после адреналина подкожно, из расчета 5Х105 клеток на животное.
Выделяли водорастворимый белок. Анализируемые белковые фракции растворяли в буфере: 0.5 М Tris - HCl, pH 6.8; 1 мМ ЭДТА рН 7.5; 2.3 % SDS ("Sigma", США); 20 % глицерин; 0.1 М 2-меркаптоэтанол ("Merck", ФРГ). Концентрацию белка определяли по методу Изена [10]. На трек наносили равное количество белка (15 мкг).
Электрофорез белков проводили в блоках полиакриламидного геля в модифицированной системе Лэммли, используя прибор для электрофореза Mini-PROTEAN II ("Bio-Rad", США), согласно инструкции производителя. Белки окрашивали Кумасси R-250 ("Sigma"). Определение молекулярных масс полипептидов проводили, используя в качестве стандартов набор белков с молекулярными массами 116, 97, 66, 45, 29, 24 кД ("Sigma").
Перенос электрофоретически фракционированных белков на нитроцеллюлозную мембрану ("Bio-Rad", США) проводили, в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя. Иммуноферментный анализ белков проводили при помощи специфических антител, наработанных против полипептидов с шапероновой (защитной) активностью семейства БТШ70. Растворы первичных и вторичных антител для идентификации полипептидов семейства БТШ70 1:5000 и 1:30000 соответственно (по рекомендации фирмы производителя "Sigma", США).
Гели сканировали и анализировали при помощи программы "Sigma Scan Pro". Значения были калиброваны для вычитания фоновой интенсивности окраски (нулевой отметкой являлась фоновая окраска). Величины относительного содержания представлены в баллах (условных единицах).
Результаты и обсуждение.
В работе оценивалось влияние трансплантации неонатальных клеток кролика на изменение уровня БТШ70 в миокарде крыс на модели адреналинового миокардита через 24 часа от начала эксперимента. Проведена сравнительная оценка уровня БТШ70 в норме, при адреналиновом миокардите и адреналиновом миокардите с трансплантацией неонатальных ксеногенных клеток (см. таблицу).
В результате проведенных нами исследований было установлено, что уровень БТШ70 в ткани миокарда крыс значительно повышается при адреналиновом миокардите и повышается менее интенсивно при его коррекции с помощью трансплантации неонатальных тканей кролика. Полученные нами данные лежат в русле гипотезы
о том, что уровень БТШ70 может служить индикатором силы стресса, которому подвергается клетка [5].
эксперимент
Сроки
исследования
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Через 1
сутки. |
1,07+ 0,1 |
4,97+0,1 |
1,77+0,08 |
2,7+0,13 |
4,02+0,21 |
Таблица. БТШ70 в ткани миокарда крыс, на фоне адреналинового миокардита. Значения приведены в условных денситометрических единицах (у.е. или баллы).
1. Здоровые крысы (норма). 2. Крысы с миокардитом без трансплантации. 3. Крысы с миокардитом и трансплантацией клеток сердца неонатальных кроликов. 4. Крысы с миокардитом и трансплантацией клеток печени неонатальных кроликов. 5. Крысы с миокардитом и трансплантацией лиофилизированных клеток сердца неонатальных кроликов.
Следует отметить определенные закономерности ответной реакции клеток на неблагоприятные воздействия. Во первых в течение нескольких минут после стресса в клетке увеличивается концентрация мРНК белков теплового шока, а чуть позже и концентрация и самих белков. После периода высокой синтетической активности наступает быстрый спад, и через 6-10 часов после неблагоприятного воздействия на клетку синтез мРНК кодирующей белки теплового шока снижается до исходного значения. В то же время синтез самих БТШ начинается через 1-3 часа, причем высокое внутриклеточное содержание этих белков не изменяется в течение долгого времени, иногда сутки и более [2, 4].
Результаты нашего эксперимента можно интерпретировать в том ключе, что трансплантация неонатальных клеток кролика приводит к меньшему повреждению миокарда. Данные, полученные в результате проведенного исследования, нуждаются в уточнении, так как нами не были детально исследованы первые часы течения миокардита.
Полученные данные позволяют сделать следующие выводы: На модели адреналинового миокардита показано, что через 1 сутки от начала заболевания уровень белков семейства БТШ70 в клетках сердца крыс увеличивается почти в 5 раз по сравнению с нормой. Трансплантация ксеногенных неонатальных тканей в острый период развития миокардита приводит к меньшему увеличению уровня БТШ70 в миокарде крыс через сутки от начала заболевания. Различные способы приготовления так же, как и различные виды ткани неодинаково влияют на синтез БТШ70 в клетках сердца крыс при трансплантации на фоне миокардита.
Список литературы:
1. Курильская Т.Е. Патогенетическое обоснование фетальной терапии в профилактике и комплексном лечении ишемической болезни сердца. Автореф. дис.док. мед. наук, Иркутск, 1999, 35с.
2. Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю./ Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца. - М., 1993.
3. Сухих ГТ. Трансплантация фетальных тканей и клеток: настоящее и будущее. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 1998; 126(приложение 1): 3¬13.
4. Шевченко Ю.Л., Свистов А.С., Тыренко В.В., Белевитин А.Б., Карпищенко А.И., Демидов О.Н. Белки теплового шока: новые перспективы миокардиальной цитопротекции. / Вестник РАМН. 1999. - №4. - С. 16-19.
5. Krebs R.A., Holbrook S.H. Reduces enzyme activity following Hsp70 overexpression in Drosophila melanogaster // Biochem. Genet. 2001. V.39. P. 73-82.
|