Морфологическая характеристика тимуса при остром и хроническом колите у животных с разной устойчивостью к гипоксии
- Авторы: Джалилова Д.Ш.1, Цветков И.С.1, Макарова О.В.1
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
- Выпуск: Том 27, № 3 (2024)
- Страницы: 413-420
- Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
- URL: https://bakhtiniada.ru/1028-7221/article/view/267504
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-16818-TMC
- ID: 267504
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Известно, что гипоксия взаимосвязана с воспалением, а тяжесть течения воспалительных заболеваний во многом зависит от индивидуальной устойчивости к недостатку кислорода. Фактор, индуцируемый гипоксией, – HIF-1, регулирует функциональное состояние тимуса, а его активность различается у организмов с разной устойчивостью к гипоксии. Вероятно, различия в индивидуальной устойчивости к гипоксии и связанной с ними функциональной активности HIF-1 могут влиять на тяжесть течения воспалительных заболеваний, таких как острый и хронический язвенный колит. Цель исследования – охарактеризовать морфологические изменения тимуса при остром и хроническом колите у животных с разной устойчивостью к гипоксии. Устойчивость самцов мышей C57Bl/6 к гипоксии определяли по «времени жизни» животных «на высоте» 10 000 м в барокамере. Через месяц после определения устойчивости к гипоксии животным моделировали острый колит путем замены питьевой воды на 1,5%-ный водный раствор декстрансульфата натрия на 5 суток, животных выводили из эксперимента на 7-е сутки. Хронический колит моделировали путем потребления животными 1%-ного водного раствора декстрансульфата натрия на 1-4-е, 12-14-е и 22-26-е сутки, животных выводили из эксперимента на 60-е сутки. Проводили забор тимуса, на гистологических препаратах оценивали объёмную долю структурно-функциональных зон под световым микроскопом методом точечного счета. Оценивали относительное количество разных типов тимических телец: состоящих из 3-5 клеток, 5 и более эпителиальных клеток, с отложениями кератогиалина и тимических телец в виде кистоподобных полостей. Показано, что при остром колите в тимусе только у низкоустойчивых к гипоксии мышей наблюдалось статистически значимое сужение коркового вещества и увеличение количества тимических телец, состоящих из 5 и более клеток. При хроническом колите только у низкоустойчивых к гипоксии животных по сравнению с контрольной группой статистически значимо повышалась объемная доля коркового вещества и отношение коркового вещества к мозговому. У низкоустойчивых к гипоксии мышей увеличивалось количество телец с кератогиалином. У высокоустойчивых к гипоксии животных показатели не изменялись. Таким образом, выявлены различия в реакции тимуса на развитие острого и хронического язвенного колита между высокоустойчивыми и низкоустойчивыми к гипоксии животными. Только у низкоустойчивых к гипоксии мышей при остром колите наблюдается сужение коркового вещества, свидетельствующее о развитии акцидентальной инволюции, а при хроническом колите – гиперплазия коркового вещества тимуса. Полученные данные необходимо учитывать при проведении экспериментальных исследований тимуса.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Д. Ш. Джалилова
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Автор, ответственный за переписку.
Email: juliajal93@mail.ru
к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммуноморфологии воспаления
Россия, МоскваИ. С. Цветков
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: juliajal93@mail.ru
к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории иммуноморфологии воспаления
Россия, МоскваО. В. Макарова
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: juliajal93@mail.ru
д.м.н., профессор, главный научный сотрудник, заведующая лабораторией иммуноморфологии воспаления
Россия, МоскваСписок литературы
- Автандилов Г.Г. Морфометрия в патологии. М.: Медицина, 1973. 248 с. [Avtandilov G.G. Morphometry in pathology]. Moscow: Meditsina, 1973. 248 p.
- Джалилова Д.Ш., Полякова М.А., Диатроптов М.Е., Золотова Н.А., Макарова О.В. Морфологические изменения толстой кишки и состав лимфоцитов периферической крови при остром колите у мышей с разной устойчивостью к гипоксии // Молекулярная медицина, 2018. Т. 28, № 6. C. 46-50. [Dzhalilova D. Sh., Polyakova M.A., Diatroptov M.E., Zolotova N.A., Makarova O.V. Morphological changes in the colon and the composition of peripheral blood lymphocytes during acute colitis in mice with different resistance to hypoxia. Molekulyarnaya medicina = Molecular Medicine, 2018, Vol. 28, no. 6, pp. 46-50. (In Russ.)]
- Джалилова Д.Ш., Золотова Н.А., Полякова М.А., Диатроптов М.Е., Добрынина М.Т., Макарова О.В. Морфологические особенности воспалительного процесса и субпопуляционный состав лимфоцитов периферической крови при хроническом колите у мышей с разной устойчивостью к гипоксии // Клиническая и экспериментальная морфология, 2018. Т. 28, № 4. С. 13-19. [Dzhalilova D.Sh., Zolotova N.A., Polyakova M.A., Diatroptov M.E., Dobrynina M.T., Makarova O.V. Morphological features of the inflammatory process and subpopulation composition of peripheral blood lymphocytes in chronic colitis in mice with different resistance to hypoxia. Klinicheskaya i eksperimentalnaya morfologiya = Clinical and Experimental Morphology, 2018, Vol. 28, no. 4, pp. 13-19. (In Russ.)]
- Кирова Ю.И., Германова Э.Л., Лукьянова Л.Д. Фенотипические особенности динамики содержания HIF-1α в неокортексе крыс при различных режимах гипоксии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012. Т. 154, № 12. С. 681-686. [Kirova Yu.I., Germanova E.L., Lukyanova L.D. Phenotypic features of the dynamics of HIF-1α levels in rat neocortex in different hypoxia regimens. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine,2013, Vol. 154, pp. 718-722 (In Russ.)]
- Лукьянова Л.Д., Кирова Ю.И. Влияние гипоксического прекондиционирования на свободнорадикальные процессы в тканях крыс с различной толерантностью к гипоксии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2011. Т. 151, № 3. С. 263-268. [Lukyanova L.D., Kirova Yu.I. Effect of hypoxic preconditioning on free radical processes in tissues of rats with different resistance to hypoxia. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2011, Vol. 151, no. 3, pp. 292-296. (In Russ.)]
- Постовалова Е.А., Макарова О.В., Косырева А.М., Михайлова Л.П. Морфология тимуса и особенности его клеточного состава при экспериментальном остром и хроническом язвенном колите // Архив патологии, 2019. T. 81, № 5. C. 53-63. [Postovalova E.A., Makarova O.V., Kosyreva A.M., Mikhailova L.P. Morphology of the thymus and the specific features of its cellular composition in experimental acute and chronic ulcerative colitis. Arkhiv patologii = Archive of Pathology, 2019, Vol. 81, no. 5, pp. 53-63. (In Russ.)]
- Biju M.P., Neumann A.K., Bensinger S.J., Johnson R.S., Turka L.A., Haase V.H. Vhlh gene deletion induces Hif-1-mediated cell death in thymocytes. Mol. Cell. Biol., 2004, Vol. 20, pp. 9038-9047.
- Dzhalilova D.S., Kosyreva A.M., Diatroptov M.E., Ponomarenko E.A., Tsvetkov I.S., Zolotova N.A., Mkhitarov V.A., Khochanskiy D.N., Makarova O.V. Dependence of the severity of the systemic inflammatory response on resistance to hypoxia in male Wistar rats. J. Inflamm. Res., 2019, Vol. 11, no. 12, pp. 73-86.
- Fredin M.F., Elgbratt K., Svensson D., Jansson L., Melgar S., Hörnquist H.E. Dextran sulfate sodium-induced colitis generates a transient thymic involution – impact on thymocyte subsets. Scand. J. Immunol., 2007, Vol. 65, pp. 421-429.
- Ghosh D., Kumar R., Pal K. Individual variation in response to simulated hypoxic stress of rats. Ind. J. Exp. Biol., 2012, Vol. 50, no. 10, pp. 744-748.
- Jain K., Suryakumar G., Prasad R., Ganju L. Differential activation of myocardial ER stress response: a possible role in hypoxic tolerance. Int. J. Cardiol., 2013, Vol. 168, no. 5, pp. 4667-4677.
- Jain K., Suryakumar G., Ganju L., Singh S.B. Differential hypoxic tolerance is mediated by activation of heat shock response and nitric oxide pathway. Cell Stress Chaperones, 2014, Vol. 19, no. 6, pp. 801-812.
- Karhausen J., Furuta G.T., Tomaszewski J.E., Johnson R.S., Colgan S.P., Haase V.H. Epithelial hypoxia-inducible factor-1 is protective in murine experimental colitis. J. Clin. Invest., 2004, Vol. 114, no. 8, pp. 1098-1106.
- Kerber E.L., Padberg C., Koll N., Schuetzhold V., Fandrey J., Winning S. The importance of Hypoxia-Inducible Factors (HIF-1 and HIF-2) for the pathophysiology of inflammatory bowel disease. Int. J. Mol. Sci., 2020, Vol. 21, no. 22, 8551. doi: 10.3390/ijms21228551.
- Kim J.J., Shajib M.S., Manocha M.M., Khan W.I. Investigating intestinal inflammation in DSS-induced model of IBD. J. Vis. Exp., 2012, Vol. 60, 3678. doi: 10.3791/3678.
- Kim S., Kim Y.K., Lee H., Cho J.E., Kim H.Y., Uh Y., Kim Y.M., Kim H., Cho S.N., Jeon B.Y., Lee H. Interferon gamma mRNA quantitative real-time polymerase chain reaction for the diagnosis of latent tuberculosis: a novel interferon gamma release assay. Diagn. Microbiol. Infect. Dis., 2013, Vol. 75, no.1, pp. 68-72.
- Kosyreva A.M., Simonova E.Yu., Makarova O.V. Gender differences in pulmonary and immune response in acute experimental endotoxicosis. Bull. Exp. Biol. Med., 2012, Vol 153, no. 3, pp. 340-342.
- Krzywinska E., Stockmann C. Hypoxia, metabolism and immune cell function. Biomedicines, 2018. Vol. 6, no. 2, 56. doi: 10.3390/biomedicines6020056.
- Makarova O.V., Diatroptov M.E., Serebryakov S.N., Malaitsev V.V., Bogdanova I.M. Morphological and functional changes in the immune system of BALB/c and C57BL/6 mice in chronic bacterial gram-negative endotoxicosis. Arkhiv patologii, 2012, Vol. 74, no. 3, pp. 43-48.
- McGettrick A.F., O’Neill L.A. J. The role of HIF in immunity and inflammation. Cell Metab., 2020, Vol. 32, no. 4, pp. 524-536.
- Melgar S., Karlsson A., Michaëlsson E. Acute colitis induced by dextran sulfate sodium progresses to chronicity in C57BL/6 but not in BALB/c mice: correlation between symptoms and inflammation. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 2005, Vol. 288, no. 6, pp. 1328-1338.
- Meunier M., Bazeli R., Feydy A., Drape J.L., Kahan A., Allanore Y. Incomplete thymic involution in systemic sclerosis and rheumatoid arthritis. Joint Bone Spine. 2013, Vol. 80, no. 1, pp. 48-51.
- Okayasu I., Hatakeyama S., Yamada M., Ohkusa T., Inagaki Y., Nakaya R. A novel method in the induction of reliable experimental acute and chronic ulcerative colitis in mice. Gastroenterology, 1990, Vol. 98, no, 3, pp. 694-702.
- Padhy G., Sethy N.K., Ganju L., Bhargava K. Abundance of plasma antioxidant proteins confers tolerance to acute hypobaric hypoxia exposure. High Alt. Med. Biol., 2013, Vol. 14, no. 3, pp. 289-297.
- Rius J., Guma M., Schachtrup C., Akassoglou K., Zinkernagel A.S., Nizet V., Johnson R.S., Haddad G.G., Karin M. NF-kappaB links innate immunity to the hypoxic response through transcriptional regulation of HIF-1alpha. Nature, 2008, Vol. 453, pp. 807-811.
- Sasaki S., Ishida Y., Nishio N., Ito S., Isobe K. Thymic involution correlates with severe ulcerative colitis induced by oral administration of dextran sulphate sodium in C57BL/6 mice but not in BALB/c Mice. Inflammation, 2008. Vol. 31, no. 5, pp. 319-328.
- Sharma H., Moroni L. Recent advancements in regenerative approaches for thymus rejuvenation. Adv. Sci. (Weinh), 2021, Vol. 8, no. 14, 2100543. doi: 10.1002/advs.202100543.
- Taylor C.T., Scholz C.C.. The effect of HIF on metabolism and immunity. Nat. Rev. Nephrol., 2022, Vol. 18, no. 9, pp. 573-587.
- Vedunova M.V., Sakharnova T.A., Mitroshina E.V., Shishkina T.V., Astrakhanova T.A., Mukhina I.V. Antihypoxic and neuroprotective properties of BDNF and GDNF in vitro and in vivo under hypoxic conditions. STM, 2014, Vol. 6, no. 4, pp. 38-47.
Дополнительные файлы
