Apoptosis of enterocytes in chronic carrageenan-induced gastroenterocolitis: a study by fluorescent probes
Keywords:
enterocytes, biomembrane, carrageenan, fluorescent probe
Abstract
A study of the lipid bilayer of membranes of enterocytes of rats with chronic gastroenterocolitis was performed in this work. For the study we used fluorescent probes – ortho-hydroxy derivatives of oxazole, molecules of which bind non-covalently to the membranes of cells and respond to changes in the microenvironment. It has been found that during the course of chronic carrageenan-induced gastroenterocolitis an increase in hydration of the polar regions of enterocyte membranes occurs. The increase in hydration is attributed to the activation of enterocytes apoptosis. It has been shown that a fluorescent probe (2-(2¢-OH-phenyl)-5-phenyl-1,3-oxazole) can be used for the detection of apoptosis of enterocytes.
Downloads
Download data is not yet available.
References
Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеток, мембран и липопротеинов. – М.: Наука, 1989. – 277с. /Dobretsov G.Ye. Fluorestsentnyye zondy v issledovanii kletok, membran i lipoproteinov. – M.: Nauka, 1989. – 277s./
Дорошенко A.O., Посохов E.A., Шершуков B.M. и др. Реакция фотопереноса протона в возбуждённом состоянии в ряду орто-окси-производных 2,5-диарилоксазола // Химия высоких энергий. – 1997. – Т.31, №6. – С. 428–435. /Doroshenko A.O., Posokhov Ye.A., Shershukov B.M. i dr. Reaktsiya fotoperenosa protona v vozbuzhdyonnom sostoyanii v ryadu orto-oksi-proizvodnykh 2,5-diariloksazola // Khimiya vysokikh energiy. – 1997. – T.31, №6. – S. 428–435./
Дорошенко А.О., Посохов Е.А. Реакция фотопереноса протона в ряду орто-гидрокси производных 2,5-диарил-1,3-оксазола и 2,5-диарил-1,3,4-оксадиазола в полистирольных пленках // Теор. и экспер. химия. – 1999. – Т.35, №6. – С. 357–361. /Doroshenko A.O., Posokhov Ye.A. Reaktsiya fotoperenosa protona v ryadu orto-gidroksi proizvodnykh 2,5-diaril-1,3-oksazola i 2,5-diaril-1,3,4-oksadiazola v polistirol'nykh plenkakh // Teor. i eksper. khimiya. – 1999. – T.35, №6. – S. 357–361./
Жуков В.И., Ткаченко А.С. Система перекисного окисления липидов и активность апоптоза при экспериментальном хроническом гастроэнтероколите // Научные ведомости Белгородского университета. Медицина. Фармация. – 2013. – №18 (161), вып.23. – С. 138–141. /Zhukov V.I., Tkachenko A.S. Sistema perekisnogo okisleniya lipidov i aktivnost' apoptoza pri eksperimental'nom khronicheskom gastroenterokolite // Nauchnyye vedomosti Belgorodskogo universiteta. Meditsina. Farmatsiya. – 2013. – №18 (161), vyp.23. – S. 138–141./
Набір флуоресцентних зондів для визначення фізико-хімічних властивостей ліпідних мембран. Пат. 68871 Україна, МПК G01N 33/483, G01N 21/64 (2006.01). / Є.О.Посохов, заявник і власник патенту Харківський нац. ун-т імені В.Н.Каразіна. №U201112552; заявл. 26.10.2011; опубл. 10.04.2012, Бюл. №7. /Nabіr fluorestsentnykh zondіv dlya vyznachennya fіziko-khіmіchnykh vlastyvostey lіpіdnykh membrane. Pat. 68871 Ukraina, MPK G01N 33/483, G01N 21/64 (2006.01). / Ye.O.Posokhov, zayavnyk і vlasnyk patentu Kharkіvs'kyy nats. un-t іmenі V.N.Karazіna. №U201112552; zayavl. 26.10.2011; opubl. 10.04.2012, Byul. №7./
Посохов E.A. Орто-гидрокси производные 2,5-дифенил-1,3-оксазола и 2,5-дифенил-1,3,4-оксадиазола в качестве флуоресцентных зондов для токсикологических исследований мембран клеток обонятельного анализатора крыс // Вісник Харківського національного університету. – 2011. – №976, серія «Хімія», вип.20 (43). – С. 92–99. /Posokhov Ye.A. Orto-gidroksi proizvodnyye 2,5-difenil-1,3-oksazola i 2,5-difenil-1,3,4-oksadiazola v kachestve fluorestsentnykh zondov dlya toksikologicheskikh issledovaniy membran kletok obonyatel'nogo analizatora krys // Vіsnyk Kharkіvs'kogo natsіonal'nogo unіversytetu. – 2011. – №976, serіya «Khіmіya», vyp.20 (43). – S. 92–99./
Посохов Е.А., Бойко Т.П., Бевзюк Д.А. Орто-гидрокси производные 2,5-дифенил-1,3-оксазола и 2,5-дифенил-1,3,4-оксадиазола в качестве флуоресцентных зондов для токсикологических исследований модельных биомембран // Вестник Харьковского национального университета. – 2001. – №532, серия «Химия», вып.7 (30). – С. 192–194. /Posokhov Ye.A., Boyko T.P., Bevzyuk D.A. Orto-gidroksi proizvodnyye 2,5-difenil-1,3-oksazola i 2,5-difenil-1,3,4-oksadiazola v kachestve fluorestsentnykh zondov dlya toksikologicheskikh issledovaniy model'nykh biomembran // Vestnik Khar'kovskogo natsional'nogo universiteta. – 2001. – №532, seriya «Khimiya», vyp.7 (30). – S. 192–194./
Спосіб моделювання хронічного гастроентероколіту. Пат. 97322 Україна, МПК G09В 23/28 (2006.01). / Т.О.Іваненко, В.О.Коробчинський, Г.І.Губіна-Вакулик та ін.; заявник і патентовласник Харківський нац. мед. ун-т. №а201014510; заявл. 06.12.2010; опубл. 25.10.2012, Бюл. №2/2012. /Sposіb modelyuvannya khronіchnogo gastroenterokolіtu. Pat. 97322 Ukrayina, MPK G09V 23/28 (2006.01). / T.O.Іvanenko, V.O.Korobchyns'kyy, G.І.Gubіna-Vakulyk ta in.; zayavnyk і patentovlasnyk Kharkіvs'kyy nats. med. un-t. №a201014510; zayavl. 06.12.2010; opubl. 25.10.2012, Byul. №2/2012./
Ткаченко А.С., Жуков В.И., Литвиненко Е.Ю. Окислительный стресс и активность апоптоза при хроническом каррагенан-индуцированном гастроэнтероколите // Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2013. – Т.8, №1. – С. 74–79. /Tkachenko A.S., Zhukov V.I., Litvinenko Ye.Yu. Okislitel'nyy stress i aktivnost' apoptoza pri khronicheskom karragenan-indutsirovannom gastroenterokolite // Zagal'na patologіya ta patologіchna fіzіologіya. – 2013. – T.8, №1. – S. 74–79./
Borthakur A., Bhattacharyya S., Dudeja P.K. et al. Carrageenan induces interleukin-8 production through distinct Bcl10 pathway in normal human colonic epithelial cells // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2007. – Vol.292 (3). – P. 829–838.
Disalvo E.A., Larion F., Martini F. et al. Structural and functional properties of hydration and confined water in membrane interfaces // Biochim Biophys. Acta. – 2008. – Vol.1778. – P. 2655–2670.
Doroshenko A.O., Posokhov E.A., Verezubova A.A., Ptyagina L.M. Excited state intramolecular proton transfer reaction and luminescent properties of the ortho-hydroxy derivatives of 2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazole // J. Physical Organic Chemistry. – 2000. – Vol.13. – P. 253–265.
Doroshenko A.O., Posokhov E.A., Verezubova A.A. et al. Radiationless deactivation of excited phototautomer form and molecular structure of ESIPT-compounds // Photochem. Photobiol. Sci. – 2002. – No 1. – P. 92–99.
Fadok V.A., Bratton D.L., Rose D.M. et al. A receptor for phosphatidylserine-specific clearance of apoptotic cells // Nature. – 2000. – Vol.405. – P. 85–90.
Gubina-Vakyulyk G.I., Gorbach T.V., Tkachenko A.S., Orlova M.A. Damage and regeneration of small intestinal enterocytes under the influence of carrageenan induces chronic enteritis // Comp. Clin. Patology. – 2015. – Vol.24, issue 6. – P. 1473–1477.
Ho C., Stubbs C.D. Hydration at the membrane protein-lipid interface // Biophysical Journal. – 1992. – Vol.63. – P. 897–902.
Ho C., Slater S.J., Stubbs C.D. Hydration and order in lipid bilayers // Biochemistry. – 1995. – Vol.34. – P. 6188–6195.
Martin S.E., Reutelingsperger C.P., McGahon A.J. et al. Early redistribution of plasma membrane phosphatidylserine is a general feature of apoptosis regardless of the initiating stimulus: inhibition by overexpression of Bcl-2 and Abl // J. Exp. Med. – 1995. – Vol.182. – P. 1545–1556.
Matsura T., Togawa A., Kai M. et al. The presence of oxidized phosphatidylserine on Fas-mediated apoptotic cell surface // Biochim. Biophys. Acta. – 2005. – Vol.1736. – P. 181–188.
Morris C.J. Carrageenan-induced paw edema in the rat and mouse // Inflammation Protocols. – 2003. – №225. – P. 115–121.
Pricolo V.E., Madhere S.M., Finkelstein S.D. Effects of lambda-carrageenan induced experimental enterocolitis on splenocyte function and nitric oxide production // J. Surg. Res. – 1996. – Vol.66, №1. – P. 6–11.
Schlegel R.A., Stevens M., Lumley-Sapanski K. et al. Altered lipid packing identifies apoptotic thymocytes // Immunol. Lett. – 1993. – Vol.36. – P. 283–288.
Shapiro H.M. Flow cytometry. – New York: Science, 1995. – 542p.
Tobacman J.K., Wallace R.B., Zimmerman M.B. Consumption of carrageenan and other water-soluble polymers used as food additives and incidence of mammary carcinoma // Med. Hypotheses. – 2001. – Vol.56 (5). – P. 589–598.
Van den Eijnde S.M., Boshart L., Reutelingsperger C.P.M. et al. Phosphatidylserine plasma membrane asymmetry in vivo: a pancellular phenomenon which alters during apoptosis // Cell Death Differ. – 1997. – Vol.4. – P. 311–316.
Zwaal R.F., Schroit A.J. Pathophysiologic implications of membrane phospholipid asymmetry in blood cells // Blood. – 1997. – Vol.89. – P. 1121–1132.
Дорошенко A.O., Посохов E.A., Шершуков B.M. и др. Реакция фотопереноса протона в возбуждённом состоянии в ряду орто-окси-производных 2,5-диарилоксазола // Химия высоких энергий. – 1997. – Т.31, №6. – С. 428–435. /Doroshenko A.O., Posokhov Ye.A., Shershukov B.M. i dr. Reaktsiya fotoperenosa protona v vozbuzhdyonnom sostoyanii v ryadu orto-oksi-proizvodnykh 2,5-diariloksazola // Khimiya vysokikh energiy. – 1997. – T.31, №6. – S. 428–435./
Дорошенко А.О., Посохов Е.А. Реакция фотопереноса протона в ряду орто-гидрокси производных 2,5-диарил-1,3-оксазола и 2,5-диарил-1,3,4-оксадиазола в полистирольных пленках // Теор. и экспер. химия. – 1999. – Т.35, №6. – С. 357–361. /Doroshenko A.O., Posokhov Ye.A. Reaktsiya fotoperenosa protona v ryadu orto-gidroksi proizvodnykh 2,5-diaril-1,3-oksazola i 2,5-diaril-1,3,4-oksadiazola v polistirol'nykh plenkakh // Teor. i eksper. khimiya. – 1999. – T.35, №6. – S. 357–361./
Жуков В.И., Ткаченко А.С. Система перекисного окисления липидов и активность апоптоза при экспериментальном хроническом гастроэнтероколите // Научные ведомости Белгородского университета. Медицина. Фармация. – 2013. – №18 (161), вып.23. – С. 138–141. /Zhukov V.I., Tkachenko A.S. Sistema perekisnogo okisleniya lipidov i aktivnost' apoptoza pri eksperimental'nom khronicheskom gastroenterokolite // Nauchnyye vedomosti Belgorodskogo universiteta. Meditsina. Farmatsiya. – 2013. – №18 (161), vyp.23. – S. 138–141./
Набір флуоресцентних зондів для визначення фізико-хімічних властивостей ліпідних мембран. Пат. 68871 Україна, МПК G01N 33/483, G01N 21/64 (2006.01). / Є.О.Посохов, заявник і власник патенту Харківський нац. ун-т імені В.Н.Каразіна. №U201112552; заявл. 26.10.2011; опубл. 10.04.2012, Бюл. №7. /Nabіr fluorestsentnykh zondіv dlya vyznachennya fіziko-khіmіchnykh vlastyvostey lіpіdnykh membrane. Pat. 68871 Ukraina, MPK G01N 33/483, G01N 21/64 (2006.01). / Ye.O.Posokhov, zayavnyk і vlasnyk patentu Kharkіvs'kyy nats. un-t іmenі V.N.Karazіna. №U201112552; zayavl. 26.10.2011; opubl. 10.04.2012, Byul. №7./
Посохов E.A. Орто-гидрокси производные 2,5-дифенил-1,3-оксазола и 2,5-дифенил-1,3,4-оксадиазола в качестве флуоресцентных зондов для токсикологических исследований мембран клеток обонятельного анализатора крыс // Вісник Харківського національного університету. – 2011. – №976, серія «Хімія», вип.20 (43). – С. 92–99. /Posokhov Ye.A. Orto-gidroksi proizvodnyye 2,5-difenil-1,3-oksazola i 2,5-difenil-1,3,4-oksadiazola v kachestve fluorestsentnykh zondov dlya toksikologicheskikh issledovaniy membran kletok obonyatel'nogo analizatora krys // Vіsnyk Kharkіvs'kogo natsіonal'nogo unіversytetu. – 2011. – №976, serіya «Khіmіya», vyp.20 (43). – S. 92–99./
Посохов Е.А., Бойко Т.П., Бевзюк Д.А. Орто-гидрокси производные 2,5-дифенил-1,3-оксазола и 2,5-дифенил-1,3,4-оксадиазола в качестве флуоресцентных зондов для токсикологических исследований модельных биомембран // Вестник Харьковского национального университета. – 2001. – №532, серия «Химия», вып.7 (30). – С. 192–194. /Posokhov Ye.A., Boyko T.P., Bevzyuk D.A. Orto-gidroksi proizvodnyye 2,5-difenil-1,3-oksazola i 2,5-difenil-1,3,4-oksadiazola v kachestve fluorestsentnykh zondov dlya toksikologicheskikh issledovaniy model'nykh biomembran // Vestnik Khar'kovskogo natsional'nogo universiteta. – 2001. – №532, seriya «Khimiya», vyp.7 (30). – S. 192–194./
Спосіб моделювання хронічного гастроентероколіту. Пат. 97322 Україна, МПК G09В 23/28 (2006.01). / Т.О.Іваненко, В.О.Коробчинський, Г.І.Губіна-Вакулик та ін.; заявник і патентовласник Харківський нац. мед. ун-т. №а201014510; заявл. 06.12.2010; опубл. 25.10.2012, Бюл. №2/2012. /Sposіb modelyuvannya khronіchnogo gastroenterokolіtu. Pat. 97322 Ukrayina, MPK G09V 23/28 (2006.01). / T.O.Іvanenko, V.O.Korobchyns'kyy, G.І.Gubіna-Vakulyk ta in.; zayavnyk і patentovlasnyk Kharkіvs'kyy nats. med. un-t. №a201014510; zayavl. 06.12.2010; opubl. 25.10.2012, Byul. №2/2012./
Ткаченко А.С., Жуков В.И., Литвиненко Е.Ю. Окислительный стресс и активность апоптоза при хроническом каррагенан-индуцированном гастроэнтероколите // Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2013. – Т.8, №1. – С. 74–79. /Tkachenko A.S., Zhukov V.I., Litvinenko Ye.Yu. Okislitel'nyy stress i aktivnost' apoptoza pri khronicheskom karragenan-indutsirovannom gastroenterokolite // Zagal'na patologіya ta patologіchna fіzіologіya. – 2013. – T.8, №1. – S. 74–79./
Borthakur A., Bhattacharyya S., Dudeja P.K. et al. Carrageenan induces interleukin-8 production through distinct Bcl10 pathway in normal human colonic epithelial cells // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2007. – Vol.292 (3). – P. 829–838.
Disalvo E.A., Larion F., Martini F. et al. Structural and functional properties of hydration and confined water in membrane interfaces // Biochim Biophys. Acta. – 2008. – Vol.1778. – P. 2655–2670.
Doroshenko A.O., Posokhov E.A., Verezubova A.A., Ptyagina L.M. Excited state intramolecular proton transfer reaction and luminescent properties of the ortho-hydroxy derivatives of 2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazole // J. Physical Organic Chemistry. – 2000. – Vol.13. – P. 253–265.
Doroshenko A.O., Posokhov E.A., Verezubova A.A. et al. Radiationless deactivation of excited phototautomer form and molecular structure of ESIPT-compounds // Photochem. Photobiol. Sci. – 2002. – No 1. – P. 92–99.
Fadok V.A., Bratton D.L., Rose D.M. et al. A receptor for phosphatidylserine-specific clearance of apoptotic cells // Nature. – 2000. – Vol.405. – P. 85–90.
Gubina-Vakyulyk G.I., Gorbach T.V., Tkachenko A.S., Orlova M.A. Damage and regeneration of small intestinal enterocytes under the influence of carrageenan induces chronic enteritis // Comp. Clin. Patology. – 2015. – Vol.24, issue 6. – P. 1473–1477.
Ho C., Stubbs C.D. Hydration at the membrane protein-lipid interface // Biophysical Journal. – 1992. – Vol.63. – P. 897–902.
Ho C., Slater S.J., Stubbs C.D. Hydration and order in lipid bilayers // Biochemistry. – 1995. – Vol.34. – P. 6188–6195.
Martin S.E., Reutelingsperger C.P., McGahon A.J. et al. Early redistribution of plasma membrane phosphatidylserine is a general feature of apoptosis regardless of the initiating stimulus: inhibition by overexpression of Bcl-2 and Abl // J. Exp. Med. – 1995. – Vol.182. – P. 1545–1556.
Matsura T., Togawa A., Kai M. et al. The presence of oxidized phosphatidylserine on Fas-mediated apoptotic cell surface // Biochim. Biophys. Acta. – 2005. – Vol.1736. – P. 181–188.
Morris C.J. Carrageenan-induced paw edema in the rat and mouse // Inflammation Protocols. – 2003. – №225. – P. 115–121.
Pricolo V.E., Madhere S.M., Finkelstein S.D. Effects of lambda-carrageenan induced experimental enterocolitis on splenocyte function and nitric oxide production // J. Surg. Res. – 1996. – Vol.66, №1. – P. 6–11.
Schlegel R.A., Stevens M., Lumley-Sapanski K. et al. Altered lipid packing identifies apoptotic thymocytes // Immunol. Lett. – 1993. – Vol.36. – P. 283–288.
Shapiro H.M. Flow cytometry. – New York: Science, 1995. – 542p.
Tobacman J.K., Wallace R.B., Zimmerman M.B. Consumption of carrageenan and other water-soluble polymers used as food additives and incidence of mammary carcinoma // Med. Hypotheses. – 2001. – Vol.56 (5). – P. 589–598.
Van den Eijnde S.M., Boshart L., Reutelingsperger C.P.M. et al. Phosphatidylserine plasma membrane asymmetry in vivo: a pancellular phenomenon which alters during apoptosis // Cell Death Differ. – 1997. – Vol.4. – P. 311–316.
Zwaal R.F., Schroit A.J. Pathophysiologic implications of membrane phospholipid asymmetry in blood cells // Blood. – 1997. – Vol.89. – P. 1121–1132.
Cited
How to Cite
Ткаченко, А. С., Корнієнко, Є. М., & Посохов, Є. О. (1). Apoptosis of enterocytes in chronic carrageenan-induced gastroenterocolitis: a study by fluorescent probes. The Journal of V.N.Karazin Kharkiv National University. Series «Biology», 26, 179-186. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/biology/article/view/6603
Issue
Section
PHYSIOLOGY OF HUMAN AND ANIMALS
Authors retain copyright of their work and grant the journal the right of its first publication under the terms of the Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship.
