Роль n-ацетилцистеина в регуляции апоптоза опухолевых клеток линии Р19 при гипоксии
Автор: Носарева Ольга Леонидовна, Орлов Дмитрий Сергеевич, Шахристова Евгения Викторовна, Степовая Елена Алексеевна, Садыкова Анна Алексеевна
Журнал: Сибирский онкологический журнал @siboncoj
Рубрика: Лабораторные и экспериментальные исследования
Статья в выпуске: 3 т.19, 2020 года.
Бесплатный доступ
Введение. Гипоксия при опухолевом росте способствует формированию дисфункции митохондрий и выступает дополнительным фактором, усугубляющим окислительный стресс в иммортализированной клетке. Цель исследования - изучение молекулярных механизмов воздействия N-ацетилцистеина на редокс-регуляцию апоптоза опухолевых клеток при гипоксии. Материал и методы. Материалом для исследования служили культивированные в условиях гипоксии опухолевые клетки линии Р19 (тератокарцинома мыши). Редокс-статус модулировали N-ацетилцистеином (конечная концентрация 5 мМ). Методом проточной цитофлуориметрии определяли содержание активных форм кислорода, концентрацию ионов кальция, трансмембранный потенциал митохондрий, количество CD95-, CD120- и аннексин V-положительных клеток. Концентрацию компонентов системы глутатиона, SH-групп протеинов и карбонильных производных белков измеряли методом спектрофотометрии. Результаты. Применение N-ацетилцистеина в условиях гипоксии сопровождалось значимым увеличением концентрации общего глутатиона и SH-групп белков, снижением содержания ионов Са2+, белковосвязанного глутатиона и карбонильных производных протеинов, а также продукции активных форм кислорода и более адекватным функционированием митохондрий клеток линии Р19. N-ацетилцистеин способствовал формированию дополнительной устойчивости опухолевых клеток линии Р19 к апоптозу в условиях гипоксии. Заключение. В условиях гипоксии изменение состояния системы глутатиона влияет на изменение метаболизма опухолевой клетки в целом и способствует формированию дополнительных механизмов ускользания от клеточной гибели.
Опухолевый рост, апоптоз, окислительный стресс, гипоксия, система глутатиона, n-ацетилцистеин
Короткий адрес: https://sciup.org/140254342
IDR: 140254342 | DOI: 10.21294/1814-4861-2020-19-3-102-108
Список литературы Роль n-ацетилцистеина в регуляции апоптоза опухолевых клеток линии Р19 при гипоксии
- Sinha K., Das J., Pal P.B., Sil P.C. Oxidative stress: the mitochondria-dependent and mitochondria-independent pathways of apoptosis. Arch Toxicol. 2013 Jul; 87(7): 1157-80. doi: 10.1007/s00204-013-1034-4.
- Chen Y., ZhangH., Zhou H.J., Ji W., Min W. Mitochondrial Redox Signaling and Tumor Progression. Cancers (Basel). 2016 Mar 25; 8(4). pii: E40. doi: 10.3390/cancers8040040.
- Redza-Dutordoir M., Averill-Bates D.A. Activation of apoptosis signalling pathways by reactive oxygen species. Biochim Biophys Acta. 2016 Dec; 1863(12): 2977-2992. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.09.012.
- 4.MaillouxR.J., JinX., Willmore W.G. Redox regulation of mitochon-drial function with emphasis on cysteine oxidation reactions. Redox Biol. 2013 Dec 19; 2: 123-39. doi: 10.1016/j.redox.2013.12.011.
- СтеповаяЕ.А., РязанцеваН.В., Носарева О.Л., ЗакироваЕ.В., Наумова А.И., Веснина О.Н., Орлов Д.С., Шахристова Е.В., Иванов В.В., Новицкий В.В. Роль окислительной модификации белков в редокс-зависимой регуляции апоптоза опухолевых клеток. Молекулярная медицина. 2015; 4: 60-64. [Stepovaya E.A., Ryazantseva N.V., Nosareva O.L., Zakirova E.V., Naumova A.I., Vesnina O.N., Orlov D.S., Shakhristova E.V., Ivanov V.V., Novitsky V.V. The role of oxidative protein modification in redox-dependent regulation of tumor cell apoptosis. Molecular medicine. 2015; 4: 60-64. (in Russian)].
- Shakhristova E. V., Stepovaya E.A., Ryazantseva N. V., Nosareva O.L., Yakushina V.D., Ivanov V.V., Novitskii V.V. Role of Glutathione System Redox Potential in Apoptosis Dysregulation in MCF-7 Breast Adeno-carcinoma. Bull Exp Biol Med. 2016 Jan; 160(3): 364-7. doi: 10.1007/ s10517-016-3172-1.
- Moldogazieva N.T., Mokhosoev I.M., Feldman N.B., Lutsenko S.V. ROS and RNS signalling: adaptive redox switches through oxidative/nit-rosative protein modifications. Free Radic Res. 2018 May; 52(5): 507-543. doi: 10.1080/10715762.2018.1457217.
- Marengo B., Nitti M., Furfaro A.L., Colla R., Ciucis C.D., Marinari U.M., Pronzato M.A., Traverso N., Domenicotti C. Redox Ho-meostasis and Cellular Antioxidant Systems: Crucial Players in Cancer Growth and Therapy. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016: 6235641. doi: 10.1155/2016/6235641.
- MaillouxR.J., TrebergJ.R. Protein S-glutathionlyation links energy metabolism to redox signaling in mitochondria. Redox Biol. 2016 Aug; 8: 110-8. doi: 10.1016/j.redox.2015.12.010.
- Dominko K., Dikic D. Glutathionylation: a regulatory role of glutathione in physiological processes. Arh Hig Rada Toksikol. 2018; 69(1): 1-24. doi: 10.2478/aiht-2018-69-2966.
- Bak D.W., Weerapana E. Cysteine-mediated redox signalling in the mitochondria. Mol Biosyst. 2015; 11(3): 678-97. doi: 10.1039/ c4mb00571f.
- Степовая Е.А., Шахристова Е.В., Рязанцева Н.В., Носаре-ва О.Л., Чильчигашев Р.И., Егорова М.Ю. Система тиоредоксина в регуляции пролиферации клеток линии MCF-7 при модуляции редокс-статуса. Сибирский онкологический журнал. 2016; 15(4): 50-55. [Stepovaya E.A., Shakhristova E.V., Ryazantseva N.V., Nosareva O.L., Chil'chigashevR.I., EgorovaM.Y. The thioredoxin system in regulating MCF-7 cell proliferation under redox status modulation. Siberian Journal of Oncology. 2016; 15(4): 50-55. (in Russian)]. doi: 10.21294/1814-4861-2016-15-4-50-55.
- Nosareva O.L., Stepovaya E.A., Ryazantseva N.V., Shakhristo-va E.V., Egorova M.Y., Novitsky V.V. The Role of the Glutathione System in Oxidative Modification of Proteins and Dysregulation of Apoptosis in Jurkat Tumor Cells. Bull Exp Biol Med. 2017; 164(2): 199-202. doi: 10.1007/s10517-017-3957-x.
- SalamonS., KramarB., Marolt T.P., PoljsakB., MilisavI. Medical and Dietary Uses of N-Acetylcysteine. Antioxidants (Basel). 2019 Apr 28; 8(5): 111. doi: 10.3390/antiox8050111.
- Kojima S., NakayamaK., IshidaH. Low dose gamma-rays activate immune functions via induction of glutathione and delay tumor growth. J Radiat Res. 2004 Mar; 45(1): 33-9. doi: 10.1269/jrr. 45.33.
- BurchillB.R., Oliver J.M., Pearson C.B., LeinbachE.D., BerlinR.D. Microtubule dynamics and glutathione metabolism in phagocytizing human polymorphonuclear leukocytes. J Cell Biol. 1978; 76(2): 439-47. doi: 10.1083/jcb.76.2.439.
- Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты организма. СПб.; 2000. 103 с. [Arutyunyan A.V., Dubinina E.E., Zybi-na N.N. Methods of assessing free radical oxidation and antioxidant defense of the body. Saint-Peterburg; 2000. 103 p. (in Russian)].
- BradfordM.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976 May 7; 72: 248-54. doi: 10.1006/ abio.1976.9999.
- Merritt J.E., McCarthy S.A., Davies M.P., Moores K.E. Use of fluo-3 to measure cytosolic Ca2+ in platelets and neutrophils. Loading cells with the dye, calibration of traces, measurements in the presence of plasma, and buffering of cytosolic Ca2+. Biochem. J. 1990; 269(2): 513-9. doi: 10.1042/bj2690513.
- Gomes A., Fernandes E., Lima J.L. Fluo rescence probes used for detection of reactive oxygen species. J Biochem Biophys Methods. 2005 Dec 31; 65(2-3): 45-80. doi: 10.1016/j.jbbm.2005.10.003.
- BriehlM.M., TomeM.E., Wilkinson S.T., JaramilloM.C., Lee K. Mitochondria and redox homoeostasis as chemotherapeutic targets. Bio-chem Soc Trans. 2014 Aug; 42(4): 939-44. doi: 10.1042/BST20140087.
- Munro D., Treberg J.R. A radical shift in perspective: mitochondria as regulators of reactive oxygen species. J Exp Biol. 2017; 220(Pt 7): 1170-80. doi: 10.1242/jeb.132142.
- Wang Y., Xia Y., Lu Z. Metabolic features of cancer cells. Cancer Commun. (Lond). 2018 Oct 30; 38(1): 65. doi: 10.1186/s40880-018-0335-7.
- Xiao M., Zhong H., Xia L., Tao Y., Yin H. Pathophysiology of mitochondrial lipid oxidation: Role of 4-hydroxynonenal (4-HNE) and other bioactive lipids in mitochondria. Free Radic Biol Med. 2017 Oct; 111: 316-327. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2017.04.363.
- Zou Z., Chang H., Li H., Wang S. Induction of reactive oxygen species: an emerging approach for cancer therapy. Apoptosis. 2017 Nov; 22(11): 1321-1335. doi: 10.1007/s10495-017-1424-9.
- Орлов Д.С., Рязанцева Н.В., Степовая Е.А., Носарева О.Л., Шахристова Е.В., Иванов В.В. Редокс-зависимые механизмы дизрегуляции апоптоза опухолевых клеток при гипоксии. Сибирский научный медицинский журнал. 2017; 37(1): 21-26. [Orlov D.S., Ryazantseva N.V., Stepovaya E.A., Nosareva O.L., Shakhristova E.V., Ivanov V.V. Mechanisms of apoptosis dysregulation in cancer cells under the conditions of redox status modulation. Siberian Scientific Medical Journal. 2017; 37(1): 21-26. (in Russian)]. doi: 10.21294/1814-48612016-15-6-42-47
