Особливості цитотоксичності тривалого введення ультрамалих доз іонів кадмію на фібробласти шкіри, легенів, нирок і рогівки щурів
Ключові слова:
фібробласти шкіри, легенів, нирок і рогівки, іони кадмію, цитотоксичність, адгезійна і міграційна здатність клітин, апоптоз, відношення AДФ/АТФ, колаген, глікозаміноглікани, TGFbeta1
Анотація
У роботі досліджені особливості цитотоксичної дії іонів кадмію на фібробласти шкіри, легенів, нирок і рогівки, виділених в культуру з органів тварин, які щодня протягом 36 діб отримували з питною водою субмалі дози Cd2+ (0,1 і 1 мкг/кг/добу). Цитотоксичність оцінювали за адгезійною і міграційною здатністю клітин, їх розподілу за ранньою та пізньою стадіями апоптозу, а також за метаболічною активністю – співвідношенням AДФ/АТФ, вмістом колагену, глікозаміногліканів і TGFbeta1 у моношарі. Найбільшу стійкість до дії іонів Cd2+, у вивчених концентраціях і термінах введення, демонстрували фібробласти шкіри і рогівки, при введенні в обох досліджуваних дозах. Найбільш сильну цитотоксичность, вже на 15 добу введення дози 0,1 мкг/кг/добу, проявили іони Cd2+ щодо фібробластів легенів. Введення дози Cd2+ 1 мкг/кг/добу призводило до збільшення цитотоксичного ефекту на фібробласти легенів, але при цьому ще й відбувалося значне зниження метаболічної активності клітин. Цитотоксичний ефект дози Cd2+ 1 мкг/кг/добу на фібробласти нирок був якісно подібний до ефекту цієї дози на фібробласти легенів. При цьому у фібробластів нирок виявлена стійкість до тривалого впливу Cd2+ у дозі 0,1 мкг/кг/добу.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
Европейская конвенция «Про защиту позвоночных животных, которые используются для экспериментов и других научных целей». – Страсбург, 1998. /Yevropeyskaya konventsiya «Pro zashchitu pozvonochnykh zhivotnykh, kotoryye ispol'zuyutsya dlya eksperimentov i drugikh nauchnykh tseley». – Strasburg, 1998./ (http://www.echr-base.ru/CED170.jsp)
Закон України «Про захист тварин від жорстокого поводження». – Київ, 2006. /Zakon Ukrainy «Pro zakhyst tvaryn vіd zhorstokogo povodzhennya». – Kyiv, 2006./ (http://www.uapravo.net/data/base12/ukr12108.htm)
Экония, 2015. /Ekoniya, 2015/ (http://www.econia.com.ua/ru/produkciya-malyatko/)
Утевская Л.А., Перский Е.Э. Простой метод определения суммарного и свободного оксипролина // Вестн. Харьк. Ун-та. – 1982. – №226. – С. 18–20. /Utevskaya L.A., Perskiy Ye.E. Prostoy metod opredeleniya summarnogo i svobodnogo oksiprolina // Vestn. Khar'k. un-ta. – 1982. – №226. – S. 18–20./
ADP/ATP ratio assay kit (bioluminescent) protocol. Abcam, 2015.
(http://www.abcam.com/ps/products/65/ab65313/documents/ab65313%20ADP%20ATP%20Ratio%20Assay%20Kit%20Bioluminescent%20(Website).pdf)
Angosto M.С. Bases moleculares de la apoptosis // Anal. Real Acad. Nal. Farm. – 2003. – Vol.69. – P. 36–64.
Anti-fibroblast microbeads. MiltenyiBiotec, 2015. (http://www.miltenyibiotec.com/en/products-and-services/macs-cell-separation/cell-separation-reagents/es-and-ips-cells/anti-fibroblast-microbeads-human.aspx)
Apoptosis, cytotoxicity and cell proliferation / Ed. H.J.Rode. 4th edition. – Manheim: Roche Diagnostics GmbH, 2008.
Baglole C.J., Reddy S.Y., Pollock S.J. Isolation and phenotypic characterization of lung fibroblasts // Methods Mol. Med. – 2005. – Vol.117. – P. 115–127.
Bates R.C., Buret A. Apoptosis induced by inhibition of intercellular contact // Tile Journal of Cell Biology. – 1994. – Vol.125. – P. 403–404.
Berlin M., Fredriesson B., Linge G. Bone marrow changes in chronic cadmium poisoning in rabbits // Journal of Occupational Medicine. – 1962. – Vol.4, issue 1. – P.48.
Bueno E. Isolation of corneal stromal fibroblasts with collagenase / Eds. A.Atala, R.Lanza. – Academic press, 2000. – P. 927–941.
Cadena-Herreraa D., Esparza-De Lara J.E. Validation of three viable-cell counting methods: manual, semi-automated, and automated // Biotechnology Reports. – 2015. – Vol.7. – P. 9–16.
Cadmium in drinking-water. Background document for development of World Health Organization guidelines for drinking-water quality. – 2011. (http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/cadmium.pdf)
Elmore S. Apoptosis: a review of programmed cell death // Toxicol Pathol. – 2007. – Vol.35 (4). – P. 495–516.
El-Shahat A.E., Gabr A., Meki A.R., Mehana E.S. Altered testicular morphology and oxidative stress induced by cadmium in experimental rats // Int. J. Morphol. – 2009. – Vol.27 (3). – P. 757–764.
Gerspacher C., Scheuber U., Schiera G. et al. The effect of cadmium on brain cells in culture // Int. J. Mol. Med. – 2009. – Vol.24 (3). – P. 311–318.
Gheisari Y., Soleimani M. Isolation of stem cells from adult rat kidneys // Biocell. – 2009. – Vol.33 (1). – P. 33–38.
Grupp C. Renal fibroblast culture // Exp. Nephrol. – 1999. – Vol.7. – P. 377–385.
Guava millipore nexin protocol. (http://www.merckmilliporechina.com/guava/protocols/3/Annexin-V.pdf;
http://www.who.int/ipcs/features/cadmium.pdf)
Huang Wei-Chih, Chen Shu-Jen, Chen The-Liang Modeling the microbial production of hyaluronic acid // Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers. – 2007. – Vol.38 (3–4). – P. 355–359.
Invitrogen collagen coated plate for adhesion cells.
(https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A1142801)
Johri N., Jacquillet G., Unwin R.J. Heavy metal poisoning: The effects of cadmium on the kidney // Biology of Metals. – 2010. – Vol.23 (5). – P. 783–792.
Malmström А., Bartolini B., Thelin M.A. et al. Iduronic acid in chondroitin/dermatan sulfate: biosynthesis and biological function // J. Histochem. Cytochem. – 2012. – Vol.60 (12). – P. 916–925.
Marth E., Jelovcan S. Effect of heavy metals on the immune system at low concentrations // International Journal of Occupational Medicine and Environmental Health. – 2001. – Vol.14, No 4. – P. 375–386.
Mason K.E., Brown J.A., Young J.O., Nesbit R.R. Cadmium-induced injury of the rat testis // The Anatomical Record. – 2005. – Vol.149, issue 1. – P. 135–147.
Poon I.K., Hulett M.D., Parish P.C. Molecular mechanisms of late apoptotic/necrotic cell clearance // Cell Death and Differentiation. – 2010. – Vol.17. – P. 381–397.
Positive cell isolation. ThermoFisher, 2015. (http://www.thermofisher.com/ua/en/home/life-science/cell-analysis/cell-isolation-and-expansion/cell-isolation.html#Positive)
Postlethwaite A.E., Shigemitsu H., Kanangat S. Cellular origins of fibroblasts: possible implications for organ fibrosis in systemic sclerosis // Curr Opin Rheumatol. – 2004. – Vol.16 (6). – P. 733–738.
Radosavljević T., Mladenović D. Oxidative stress in rat liver during acute cadmium and ethanol intoxication // J. Serb. Chem. Soc. – 2012. – Vol.77 (2). – P. 159–176.
Rittié L., Fisher G.J. Isolation and culture of skin fibroblasts // Methods in Molecular Medicine. – 2005. – Vol.117. – P. 83–98.
Ryan R., Driskell F., Watt M. Understanding fibroblast heterogeneity in the skin // Trends in Cell Biology. –2015. – Vol.25, issue 2. – P. 92–99.
Siddiqui M.F. Cadmium induced renal toxicity in male rats, Rattus rattus // Eastern Journal of Medicine. – 2010. – Vol.15 (3). – P. 93–96.
Sriram G., Bigliardi P.L., Bigliardi-Qi M. Fibroblast heterogeneity and its implications for engineering organotypic skin models in vitro // European Journal of Cell Biology. – 2015. – Vol.94, issue 11. – P. 483–512.
TGF beta 1 Rat ELISA Kit Abcam, 2015.
(http://www.abcam.com/ps/products/119/ab119558/documents/ab119558%20TGF%20beta%201%20Rat%20ELISA%20Kit%20v3%20(website).pdf)
Toxicological profile for cadmium. – U.S. Department of Health and Human Services, 2012. (http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp5.pdf)
Verordnung (EU) Nr. 488/2014 der Kommission vom 12. Mai 2014 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 bezüglich der Höchstgehalte für Cadmium in Lebensmitteln. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.
(http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32014R0488&from=DE)
von Zglinicki T., Edwall C. Very low cadmium concentrations stimulate DNA synthesis and cell growth // Journal of Cell Science. – 1992. – Vol.103. – P. 1073–1081.
Wang Bo, Du Yanli Cadmium and its neurotoxic effects // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2013. – Vol.4 (5). (DOI: 10.1155/2013/898034)
Wang Chunxin, Youle R.J. The role of mitochondria in apoptosis // Annual Review of Genetics. – 2009. – Vol.43. – P. 95–118.
Закон України «Про захист тварин від жорстокого поводження». – Київ, 2006. /Zakon Ukrainy «Pro zakhyst tvaryn vіd zhorstokogo povodzhennya». – Kyiv, 2006./ (http://www.uapravo.net/data/base12/ukr12108.htm)
Экония, 2015. /Ekoniya, 2015/ (http://www.econia.com.ua/ru/produkciya-malyatko/)
Утевская Л.А., Перский Е.Э. Простой метод определения суммарного и свободного оксипролина // Вестн. Харьк. Ун-та. – 1982. – №226. – С. 18–20. /Utevskaya L.A., Perskiy Ye.E. Prostoy metod opredeleniya summarnogo i svobodnogo oksiprolina // Vestn. Khar'k. un-ta. – 1982. – №226. – S. 18–20./
ADP/ATP ratio assay kit (bioluminescent) protocol. Abcam, 2015.
(http://www.abcam.com/ps/products/65/ab65313/documents/ab65313%20ADP%20ATP%20Ratio%20Assay%20Kit%20Bioluminescent%20(Website).pdf)
Angosto M.С. Bases moleculares de la apoptosis // Anal. Real Acad. Nal. Farm. – 2003. – Vol.69. – P. 36–64.
Anti-fibroblast microbeads. MiltenyiBiotec, 2015. (http://www.miltenyibiotec.com/en/products-and-services/macs-cell-separation/cell-separation-reagents/es-and-ips-cells/anti-fibroblast-microbeads-human.aspx)
Apoptosis, cytotoxicity and cell proliferation / Ed. H.J.Rode. 4th edition. – Manheim: Roche Diagnostics GmbH, 2008.
Baglole C.J., Reddy S.Y., Pollock S.J. Isolation and phenotypic characterization of lung fibroblasts // Methods Mol. Med. – 2005. – Vol.117. – P. 115–127.
Bates R.C., Buret A. Apoptosis induced by inhibition of intercellular contact // Tile Journal of Cell Biology. – 1994. – Vol.125. – P. 403–404.
Berlin M., Fredriesson B., Linge G. Bone marrow changes in chronic cadmium poisoning in rabbits // Journal of Occupational Medicine. – 1962. – Vol.4, issue 1. – P.48.
Bueno E. Isolation of corneal stromal fibroblasts with collagenase / Eds. A.Atala, R.Lanza. – Academic press, 2000. – P. 927–941.
Cadena-Herreraa D., Esparza-De Lara J.E. Validation of three viable-cell counting methods: manual, semi-automated, and automated // Biotechnology Reports. – 2015. – Vol.7. – P. 9–16.
Cadmium in drinking-water. Background document for development of World Health Organization guidelines for drinking-water quality. – 2011. (http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/cadmium.pdf)
Elmore S. Apoptosis: a review of programmed cell death // Toxicol Pathol. – 2007. – Vol.35 (4). – P. 495–516.
El-Shahat A.E., Gabr A., Meki A.R., Mehana E.S. Altered testicular morphology and oxidative stress induced by cadmium in experimental rats // Int. J. Morphol. – 2009. – Vol.27 (3). – P. 757–764.
Gerspacher C., Scheuber U., Schiera G. et al. The effect of cadmium on brain cells in culture // Int. J. Mol. Med. – 2009. – Vol.24 (3). – P. 311–318.
Gheisari Y., Soleimani M. Isolation of stem cells from adult rat kidneys // Biocell. – 2009. – Vol.33 (1). – P. 33–38.
Grupp C. Renal fibroblast culture // Exp. Nephrol. – 1999. – Vol.7. – P. 377–385.
Guava millipore nexin protocol. (http://www.merckmilliporechina.com/guava/protocols/3/Annexin-V.pdf;
http://www.who.int/ipcs/features/cadmium.pdf)
Huang Wei-Chih, Chen Shu-Jen, Chen The-Liang Modeling the microbial production of hyaluronic acid // Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers. – 2007. – Vol.38 (3–4). – P. 355–359.
Invitrogen collagen coated plate for adhesion cells.
(https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A1142801)
Johri N., Jacquillet G., Unwin R.J. Heavy metal poisoning: The effects of cadmium on the kidney // Biology of Metals. – 2010. – Vol.23 (5). – P. 783–792.
Malmström А., Bartolini B., Thelin M.A. et al. Iduronic acid in chondroitin/dermatan sulfate: biosynthesis and biological function // J. Histochem. Cytochem. – 2012. – Vol.60 (12). – P. 916–925.
Marth E., Jelovcan S. Effect of heavy metals on the immune system at low concentrations // International Journal of Occupational Medicine and Environmental Health. – 2001. – Vol.14, No 4. – P. 375–386.
Mason K.E., Brown J.A., Young J.O., Nesbit R.R. Cadmium-induced injury of the rat testis // The Anatomical Record. – 2005. – Vol.149, issue 1. – P. 135–147.
Poon I.K., Hulett M.D., Parish P.C. Molecular mechanisms of late apoptotic/necrotic cell clearance // Cell Death and Differentiation. – 2010. – Vol.17. – P. 381–397.
Positive cell isolation. ThermoFisher, 2015. (http://www.thermofisher.com/ua/en/home/life-science/cell-analysis/cell-isolation-and-expansion/cell-isolation.html#Positive)
Postlethwaite A.E., Shigemitsu H., Kanangat S. Cellular origins of fibroblasts: possible implications for organ fibrosis in systemic sclerosis // Curr Opin Rheumatol. – 2004. – Vol.16 (6). – P. 733–738.
Radosavljević T., Mladenović D. Oxidative stress in rat liver during acute cadmium and ethanol intoxication // J. Serb. Chem. Soc. – 2012. – Vol.77 (2). – P. 159–176.
Rittié L., Fisher G.J. Isolation and culture of skin fibroblasts // Methods in Molecular Medicine. – 2005. – Vol.117. – P. 83–98.
Ryan R., Driskell F., Watt M. Understanding fibroblast heterogeneity in the skin // Trends in Cell Biology. –2015. – Vol.25, issue 2. – P. 92–99.
Siddiqui M.F. Cadmium induced renal toxicity in male rats, Rattus rattus // Eastern Journal of Medicine. – 2010. – Vol.15 (3). – P. 93–96.
Sriram G., Bigliardi P.L., Bigliardi-Qi M. Fibroblast heterogeneity and its implications for engineering organotypic skin models in vitro // European Journal of Cell Biology. – 2015. – Vol.94, issue 11. – P. 483–512.
TGF beta 1 Rat ELISA Kit Abcam, 2015.
(http://www.abcam.com/ps/products/119/ab119558/documents/ab119558%20TGF%20beta%201%20Rat%20ELISA%20Kit%20v3%20(website).pdf)
Toxicological profile for cadmium. – U.S. Department of Health and Human Services, 2012. (http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp5.pdf)
Verordnung (EU) Nr. 488/2014 der Kommission vom 12. Mai 2014 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 bezüglich der Höchstgehalte für Cadmium in Lebensmitteln. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.
(http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32014R0488&from=DE)
von Zglinicki T., Edwall C. Very low cadmium concentrations stimulate DNA synthesis and cell growth // Journal of Cell Science. – 1992. – Vol.103. – P. 1073–1081.
Wang Bo, Du Yanli Cadmium and its neurotoxic effects // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2013. – Vol.4 (5). (DOI: 10.1155/2013/898034)
Wang Chunxin, Youle R.J. The role of mitochondria in apoptosis // Annual Review of Genetics. – 2009. – Vol.43. – P. 95–118.
Цитовано
Як цитувати
Сі, У., Пиріна, І. С., Кот, Ю. Г., Кот, К. В., & Перський, Є. Е. (1). Особливості цитотоксичності тривалого введення ультрамалих доз іонів кадмію на фібробласти шкіри, легенів, нирок і рогівки щурів. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Біологія», 25, 332-340. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biology/article/view/5987
Номер
Розділ
КОРОТКІ ПОВІДОМЛЕННЯ
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.
