Аналіз стійкості до стресу у дрозофіли при фармакологічному порушенні метаболізму простагландинів
Анотація
Пригнічення запальних процесів в організмі модельних об'єктів за допомогою нестероїдних протизапальних препаратів (НСПЗП) може бути ефективним геропротекторним методом. Механізми дії НСПЗП у комах вивчені недостатньо. Передбачається, що вони аналогічні таким у ссавців і засновані на пригніченні циклооксигенази 2, що призводить до зниження синтезу простагландинів. Простагландини є центральними сигнальними молекулами для опосередкованого координованого клітинного імунітету комах, контролюють вихід імаго, яйцепродукцію і оогенез дрозофіли. Вочевидь, існують сигнальні шляхи, в яких роль простагландинів ще не відображено. У роботі проаналізовано стійкість до голодування імаго лінії дикого типу Canton-S Drosophila melanogaster при фармакологічному пригніченні метаболізму простагландинів на різних етапах онтогенезу модельного об'єкта. В експериментах використовували НСПЗП німесулід у трьох різних концентраціях – 0,1, 0,05 і 0,025 мг/мл. Результати експериментів показали, що розвиток личинок в середовищі, яке містить німесулід, призводить до зниження стійкості до стресового фактору – голодування в середньому на 19,2% у самок і на 7,4% у самців. Знижується стійкість до голодування у групі найбільш стресостійких (10% особин з найдовшою тривалістю життя) самок при розвитку личинок в середовищі, що містить німесулід в концентраціях 0,1 і 0,05 мг/мл. Споживання імаго німесуліду в концентрації 0,025 мг/мл протягом першої доби життя підвищує стресостійкість та збільшує тривалість життя при голодуванні самок на 12,4% і самців в усіх варіантах досліду в середньому на 17,8%. В цих же експериментальних умовах зростає тривалість життя при голодуванні і найбільш стресостійких самок лінії Canton-S. Таким чином, фармакологічне порушення метаболізму простагландинів призводить до підвищення стійкості до голодування в тому випадку, якщо впливу німесуліду зазнають віргінні імаго протягом першої доби після вильоту, і стресостійкість знижується, якщо німесулід споживали личинки. Це, вочевидь, пов'язано з тим, що соматичні тканини імаго дрозофіли практично повністю складаються з постмітотичних клітин, інтенсивні процеси клітинного поділу характерні для зростаючих личинок. Отримані дані свідчать про те, що дія німесуліду на постмітотичні клітини імаго сприяє переходу клітин в режим підвищеної стресостійкості, в той час як вплив на клітини личинок з підвищеною мітотичною активністю призводить до зниження стресостійкості імаго.
Завантаження
Посилання
Гланц С. Медико-биологическая статистика. – Москва: Практика, 1998. – С. 386–394. /Glantz S. Primer of biostatistics. – Мoscow: Praktika, 1998. – P. 386–394./
Рощупкин А.А. Некоторые критерии фармакологической геропротекции // Український журнал клiнiчної та лабораторної медицини. – 2013. – Т.8, №4. – С. 32–35. /Roshchupkin A.A. Some criteria of pharmacological geroprotection // Ukrainian Journal of Clinical and Laboratory Medicine. – 2013. – Vol.8, no. 4. – P. 32–35./
Фролькис В.В. Старение и увеличение продолжительности жизни. – Ленинград: Наука, 1988. – 239с. /Frolkis V.V. Aging and increase of life span. – Leningrad: Nauka, 1988. – 239р./
Ahmed S., Stanley D., Kim Y. An insect prostaglandin E2 synthase acts in immunity and reproduction // Front. Physiol. – 2018. – Vol.4 (9). – Article 1231.
Anisimov V.N. Rodent models for the preclinical evaluation of drugs suitable for pharmacological intervention in aging // Expert Opin. Drug Discov. – 2012. – Vol.7 (1). – P. 85–95.
Bharathi S.N., Prasad N.G., Shakarad M. et al. Variation in adult life history and stress resistance across five species of Drosophila // J. Genet. – 2003. – Vol.82, no. 3. – P. 191–205.
Ching T.T., Chiang W.C., Chen C.S. et al. Celecoxib extends C. elegans lifespan via inhibition of insulin-like signaling but not cyclooxygenase-2 activity // Aging Cell. – 2011. – Vol.10, no. 3. – P. 506–519.
Choi S.H., Aid S., Caracciolo L. et al. Cyclooxygenase-1 inhibition reduces amyloid pathology and improves memory deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease // J. Neurochem. – 2013. – Vol.124. – P. 59–68.
Danilov A., Shaposhnikov M., Shevchenko O. et al. Influence of non-steroidal anti-inflammatory drugs on Drosophila melanogaster longevity // Oncotarget. – 2015. – Vol.6. – P. 19428–19444.
David S., Haas E., Miller J. Eicosanoids: Exploiting Insect Immunity to Improve Biological Control Programs // Insects. – 2012. – Vol.3 (2). – Р. 492–510.
Franceschi C., Campisi J. Chronic inflammation (inflammaging) and its potential contribution to age-associated diseases // J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. – 2014. – Vol.69 (1). – S4–S9.
Harbison S.T., Chang S., Kamdar K.P. et al. Quantitative genomics of starvation stress resistance in Drosophila // Genome Biol. – 2005. – Vol.6. – P. 30–36.
He C., Tsuchiyama S.K., Nguyen Q.T. et al. Enhanced longevity by ibuprofen, conserved in multiple species, occurs in yeast through inhibition of tryptophan import // PLoS Genet. – 2014. – Vol.10. –e1004860.
Kenyon C. A pathway that links reproductive status to lifespan in Caenorhabditis elegans // Ann. N. Y. Acad. Sci. – 2010. – Vol.1204. – P. 156–162.
Marron M.T., Markow T.A., Kain K.J. et al. Effects of starvation and desiccation on energy metabolism in desert and mesic Drosophila // J. Insect Physiol. – 2003. – Vol.49, no. 3. – P. 261–270.
Mattson С. Age, cell and adaptability // Aging Cell. – 2006. – Vol.6. – P. 112–134.
Moskalev A., Chernyagina E., de Magalhães J.P. et al. Geroprotectors.org: a new, structured and curated database of current therapeutic interventions in aging and age-related disease // Aging (Albany NY). – 2015. – Vol. 7 (9). – P. 616–628.
Poole J.C., Thain A., Perkins N.D. et al. Induction of transcription by p21Waf1/Cip1/Sdi1: role of NFkappaB and effect of non-steroidal anti-inflammatory drugs // Cell Cycle. – 2004. – Vol.3. – P. 931–940.
Prasad N.G., Dey S., Shakarad M., Amitabh J. The evolution of population stability as a by-product of life-history evolution // Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. – 2003. – Vol.270. – P. 84–86.
Proshkina E., Lashmanova E., Dobrovolskaya E. et al. Geroprotective and radioprotective activity of quercetin, (-)-epicatechin, and ibuprofen in Drosophila melanogaster // Front. Pharmacol. – 2016. – Vol.7. – Article 505.
Rauschenbach I.Y., Shumnaya L.V., Khlebodarova T.M. et al. Role of phenol oxidases and tyrosine hydroxylase in control of dopamine content in Drosophila virilis under normal conditions and heat stress // J. Insect Physiol. – 2005. – Vol.41. – P. 279–286.
Service P. The effect of mating status on life-span, egg laying, and starvation resistance in Drosophila melanogaster in relation to selection on longevity // J. Insect. Physiol. – 1989. – Vol.35. – P. 447–452.
Simon A. Steroid control of longevity in Drosophila melanogaster // Science. – 2003. – Vol.299. – P. 1407–1410.
Strong R. Nordihydroguaiaretic acid and aspirin increase lifespan of genetically heterogeneous male mice // Aging Cell. – 2008. – Vol.7. – P. 641–650.
Tootle T.L., Spradling A.C. Drosophila Pxt: a cyclooxygenase-like facilitator of follicle maturation // Development (Cambridge, England). – 2008. – Vol.135 (5). – P. 839–847.
Vanaja K., Wahl M.A., Bukarica L. et al. Liposomes as carriers of the lipid soluble antioxidant resveratrol: evaluation of amelioration of oxidative stress by additional antioxidant vitamin // Life Sci. – 2013. – Vol.93, no. 24. – P. 917–923.
Zwaan В. Starvation resistance and longevity in Drosophila melanogaster in relation to pre-adult breeding conditions // Heredity. – 1991. – Vol.66. – P. 29–39.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої її публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи.
