Proliferation and apoptosis of rat hepatocytes after local electron irradiation
- Authors: Yakimenko V.A.1, Ugurchieva D.I.1, Vadyukhin M.A.1, Demyashkin G.A.1
-
Affiliations:
- Sechenov University
- Issue: Vol 13, No 2 (2024): Материалы XVII Международной научно-практической конференции молодых ученых-медиков СОВА-2024
- Pages: 143-144
- Section: СОВА
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/9935
Cite item
Full Text
Abstract
Introduction. When malignant neoplasms of the abdominal cavity are irradiated, healthy hepatocytes can also be exposed to toxic ionizing radiation, which can cause disruption of their life cycle, death and the development of signs of acute radiation hepatitis. Target. Immunohistochemical assessment of proliferation and apoptosis of hepatocytes in a model of acute radiation hepatitis. Materials and methods. Experimental animals (Wistar rats) were divided into 2 groups: control and experimental. The latter was subjected to local irradiation with electrons at a dose of 30 Gy. Then, the morphology of liver fragments was studied and immunohistochemical reactions were performed with antibodies to Ki-67 and caspase-3. Results. A week after local irradiation with electrons at a total dose of 30 Gy, a shift in the proliferative-apoptotic ratio towards apoptosis was found, confirmed by an increase in the proportion of caspase-3-positive hepatocytes and a decrease in the number of Ki-67-stained cells compared to the control group. Conclusions. An immunohistochemical study of the proliferation and apoptosis of hepatocytes revealed that a week after fractional irradiation with electrons in an SOD of 30 Gy, there is a decrease in mitotic activity and an increase in cell death, and mild signs of radiation hepatitis indicate a more “sparing” effect of electrons compared to other types of ionizing radiation.
Keywords
Full Text
Введение. Лучевая терапия злокачественных новообразований печени или органов брюшной полости может сопровождаться развитием лучевого гепатита, что в некоторых случаях приводит к острой печеночной недостаточности [1]. В единичных исследованиях было показано, что воздействие γ-излучения в дозе 43 Гр в половине случаев приводит к печеночной дисфункции, а дозы, обычно применяемые в клинической практике, связаны с риском летального исхода в 76 % случаев [2]. Даже в низкой дозе, ионизирующее излучение приводит к выраженному апоптозу гепатоцитов [3]. Облучение электронами, в некоторых случаях, может стать альтернативным способом лучевой терапии, ввиду менее выраженной токсичности по сравнению с другими видами ионизирующего излучения (Х- и γ-лучи), однако это требует проведения дальнейших исследований для оценки глубины и диапазона электронов в печени, в том числе посвященных оценке пролиферации и апоптоза, как наиболее распространенного пути постлучевой клеточной гибели [4].
Целью работы стало иммуногистохимическое исследование пролиферации и апоптоза гепатоцитов в модели острого лучевого гепатита.
Материалы и методы исследования. Экспериментальные животные (крысы породы Вистар, n=20) случайным образом были поделены на две группы: контрольную и опытную. Последнюю подвергали фракционному локальному облучению электронами брюшного сегмента в суммарной дозе 30 Гр при помощи линейного ускорителя электронов. Затем, изучали морфологию фрагментов печени и проводили иммуногистохимические реакции с антителами к Ki-67 и каспазе-3. Через неделю после последней фракции животных выводили из эксперимента путем введения высоких доз анестетика, фрагменты печени готовили для морфологического и иммуногистохимического исследований в соответствии со стандартными протоколами [5]. Для иммуногистохимического исследования в качестве первичных использовали антитела к фактору пролиферации Ki-67 (ThermoFisher, Clone MM1) и фактору терминации апоптоза Caspase 3 (ThermoFisher, Clone 74T2). Все манипуляции выполняли согласно Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации. Для статистической обработки полученных данных использовали программу SPSS 12, статистически значимым считали значение p <0,05.
Результаты исследования. Микроскопическое исследование фрагментов печени через неделю после фракционного локального облучения электронами в суммарной дозе 30 Гр демонстрировало развитие признаков острого лучевого гепатита с нарушением гистоархитектоники печени (нарушение структуры печеночных долек) и преобладанием сосудистого воспаления без активного привлечения клеток иммунной системы. При иммуногистохимическом исследовании отмечали статистически значимое смещение пролиферативно-апоптотического соотношения в сторону апоптоза гепатоцитов. Это подтверждается уровнями экспрессии фактора пролиферации Ki-67 (снижен в 2,2 раза; 2,6±0,1%) и маркера терминации апоптоза каспазы-3 (выше в 2,0 раза; 12,5±0,6%) по сравнению с показателями контрольной группы (5,7±0,2% и 6,4±0,3%, соответственно).
Заключение. При иммуногистохимическом исследовании пролиферации и апоптоза гепатоцитов выявили, что через неделю после фракционного облучения электронами в СОД 30 Гр происходит снижение митотической активности и увеличение гибели клеток преимущественно путем апоптоза, а слабые признаки лучевого гепатита свидетельствуют о более «щадящем» воздействии электронов по сравнению с другими видами ионизирующего излучения.
About the authors
Vladislav Andreevich Yakimenko
Sechenov University
Email: Yavladislav87@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2308-6313
аспирант Института трансляционной медицины и биотехнологии
Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya st., 8/2Dali Ibragimovna Ugurchieva
Sechenov University
Email: daliyagurchieva@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-7308-8450
аспирант Института трансляционной медицины и биотехнологии
Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya st., 8/2Matvey Anatolyevich Vadyukhin
Sechenov University
Email: vma20@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6235-1020
студент 6 курса
Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya st., 8/2Grigory Aleksandrovich Demyashkin
Sechenov University
Author for correspondence.
Email: dr.dga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8447-2600
д.м.н., заведующий лабораторией гистологии и иммуногистохимии Института трансляционной медицины и биотехнологии
Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya st., 8/2References
- Zhu W, Zhang X, Yu M. Radiation-induced liver injury and hepatocyte senescence. Cell Death Discov. 2021; 7: 244.
- Yang W, Shao L, Zhu S. Transient Inhibition of mTORC1 Signaling Ameliorates Irradiation-Induced Liver Damage. Front Physiol. 2019; 10: 228.
- Abdel-Aziz N, Haroun RA, Mohamed HE. Low-Dose Gamma Radiation Modulates Liver and Testis Tissues Response to Acute Whole Body Irradiation. Dose Response. 2022; 20(2): 15593258221092365.
- Zhou YJ, Tang Y, Liu SJ. Radiation-induced liver disease: beyond DNA damage. Cell Cycle. 2023; 22(5): 506-526.
- Иммуногистохимическая оценка пролиферации и апоптоза кератиноцитов после однократного фракционного ионизирующего облучения / Е. Ю. Шаповалова, А. Х. Марукян, М. А. Вадюхин, Г. А. Демяшкин // Морфологические ведомости. – 2023. – Т. 31, № 3. – С. 23-29. – EDN JPWFFP.
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
