Зеленский, Е. А., Трулев , А. С., Кудрявцев , И. В., Соколов, А. В., Киселева , Е. П., & Рутто, К. В. (2023). Влияние сульфата цинка на пролиферацию и апоптоз тимоцитов мышей при опухолевом росте. Вопросы онкологии, 69(3), 437–443. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2023-69-3-437-443

Аннотация

Цель исследования. Изучить влияние перорального приема цинка на функциональную активность тимоцитов при росте перевиваемой опухоли гепатомы 22а у мышей.
Материалы и методы. Мыши линии C3HA, начиная с первого дня после подкожной инокуляции клеток сингенной гепатомы 22а, получали сульфат цинка с питьевой водой в концентрации 22 мкг/мл в течение трех недель. На 21 сут опухолевого роста животных выводили их эксперимента, извлекали тимусы, оценивали пролиферативную активность и апоптоз тимоцитов, а также содержание цинка в тимусе. Пролиферацию (распределение тимоцитов по стадиям клеточного цикла) изучали с помощью проточной цитометрии путем окрашивания DAPI. Для исследования апоптоза клетки окрашивали DAPI и YO-PRO. Содержание цинка в тимусе определяли с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии.
Результаты. На 21 сутки роста опухоли апоптоз тимоцитов увеличивался в 2,5 раза, а доля тимоцитов, находящихся в S фазе (фазе синтеза ДНК), снижалась в 1,8 раза. Апоптоз, главным образом, обнаруживали среди популяции двойных позитивных CD4+CD8+ тимоцитов – было отмечено увеличение в 3,2 раза по сравнению с контролем. Прием цинка нормализовал показатели пролиферативной активности (пролиферативный индекс и долю клеток в S фазе), а также снижал относительное содержание тимоцитов в состоянии апоптоза. Кроме того, прием соли цинка повышал содержание цинка в вилочковой железе.
Заключение. Пероральный прием сульфата цинка вызывает торможение инволюции тимуса у мышей с гепатомой 22а и значительно улучшает показатели функциональной активности тимоцитов. У таких животных пролиферативная активность тимоцитов сохраняется на нормальном уровне, а показатели апоптоза существенно ниже, чем у животных, не получавших соль цинка. Проведенное исследование дает возможность считать пероральный прием соли цинка перспективным средством для разработки новых стратегий по восстановлению тимуса у онкологических больных.

https://doi.org/10.37469/0507-3758-2023-69-3-437-443

pdf

Библиографические ссылки

Mitchell WA, Lang PO, Aspinall R. Tracing thymic output in older individuals. Clin Exp Immunol. 2010;131:497–503. doi:10.1111/j.1365-2249.2010.04209.x.

Kumar BV, Connors TJ, Farber DL. Human T cell development, localization, and function throughout life. Immunity. 2018;48(2):202213. doi:10.1016/j.immuni.2018.01.007.

Liu YY, Yang QF, Yang JS, et al. Characteristics and prognostic significance of profiling the peripheral blood T-cell receptor repertoire in patients with advanced lung cancer. Int J Cancer. 2019;145(5):1423–1431. doi:10.1002/ijc.32145.

Guo L, Bi X, Li Y, et al. Characteristics, dynamic changes, and prognostic significance of TCR repertoire profiling in patients with renal cell carcinoma. J Pathol. 2020;251(1):26–37. doi:10.1002/path.5396.

Carrio R, Lopez DM. Insights into thymic involution in tumor-bearing mice. Immunol Res. 2013;57(13):106114. doi:10.1007/s12026-013-8446-3.

Cardinale A, De Luca CD, Locatelli F, et al. Thymic function and T-cell receptor repertoire diversity: implications for patient response to checkpoint blockade immunotherapy. Front Immunol. 2021;12:752042. doi:10.3389/fimmu.2021.752042.

Kinsella S, Dudakov JA. When the damage is done: injury and repair in thymus function. Front Immunol. 2020;11:1745. doi:10.3389/fimmu.2020.01745.

Velardi E, Tsai JJ, van den Brink MRM. T cell regeneration after immunological injury. Nat Rev Immunol. 2021;21:277291. doi:10.1038/s41577-020-00457-z.

Hakim FT. Age-dependent incidence, time course, and consequences of thymic renewal in adults. J Clin Invest. 2005;115:930939. doi:10.1172/JCI22492.

Зеленский Е.А., Рутто К.В., Соколов А.В., Киселева Е.П. Прием цинка тормозит развитие инволюции тимуса при опухолевом росте у мышей. Вопросы онкологии. 2021;67(3):436441 [Zelenskiy EA, Rutto KV, Sokolov AV, Kisseleva EP. Zinc supplementation prevents the development of thymic involution induced by tumor growth in mice. Problems in oncology. 2021;67(3):436–41 (In Russ.)]. doi:10.37469/0507-3758-2021-67-3-436-441.

Киселева Е.П., Суворов А.Н., Огурцов Р.П. Роль апоптоза в процессе инволюции тимуса при росте сингенной перевиваемой опухоли у мышей. Известия АН Серия Биологическая. 1998;(2):172179 [Kisseleva EP, Suvorov AN, Ogurtsov RP. The role of apoptosis in the thymic involution during growth of the syngeneic transplanted tumor in mice. Biology Bulletin. 1998;25(2):129135 (In Russ.)].

Киселева Е.П., Огурцов Р.П., Доценко Е.К. Влияние метаболических факторов на апоптоз тимоцитов при опухолевом росте. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2003;135(5):558561 [Kisseleva EP, Ogurtsov RP, Dotsenko EK. Effect of metabolic factors on apoptosis in thymocytes during tumor growth. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2003;135(5):475477 (In Russ.)].

Зеленский Е.А., Рутто К.В., Кудрявцев И.В. и др. Содержание железа и пролиферация клеток в тимусе и селезенке мышей при росте гепатомы 22А. Цитология. 2021;63(2):116126 [Zelenskyi EA, Rutto KV, Kudryavtsev IV, et al. Iron content and cellular proliferation in thymus and spleen of hepatoma 22a bearing mice. cell and tissue biology. 2021;15(4):393–401 (Russ.)]. doi:10.1134/S1990519X21040118.

Darzynkiewicz Z, Huang X. Analysis of cellular DNA content by flow cytometry. Current Protocols in Immunology. 2004. Chapter 5: Unit 5.7. doi:10.1002/0471142735.im0507s60.

Mindukshev I, Kudryavtsev I, Serebriakova M, et al. Flow cytometry and light scattering technique in evaluation of nutraceuticals. Nutraceuticals. 2016:319–32. doi:10.1016/B978-0-12-802147-7.00024-3.

Vallee BL, Falchuk KH. The biochemical basis of zinc physiology. Physiol Rev. 1993;73:79–118. doi:10.1152/physrev.1993.73.1.79.

Haase H, Rink L. Zinc signals and immune function. BioFactors. 2014;40:27–40. doi:10.1002/biof.1114.

Wang C, Zhang R, Wei X et al. Metalloimmunology: the metal ion-controlled immunity. Adv Immunol. 2020;145:187241. doi:10.1016/bs.ai.2019.11.007.

Truong-Tran AQ, Carter J, Ruffin RE, et al. The role of zinc in caspase activation and apoptotic cell death. Biometals. 2001;14(3-4):315330. doi:10.1023/a:1012993017026.

King LE, Frentzel JW, Mann JJ, et al. Chronic zinc deficiency in mice disrupted T cell lymphopoiesis and erythropoiesis while B cell lymphopoiesis and myelopoiesis were maintaine. J Am College Nutr. 2005;24:494–502. doi:10.1080/07315724.2005.10719495.

Kido T, Suka M, Yanagisawa H. Effectiveness of interleukin-4 administration or zinc supplementation in improving zinc deficiency-associated thymic atrophy and fatty degeneration and in normalizing T cell maturation process. Immunology. 2022;165(4): 445459. doi:10.1111/imm.13452.

Mocchegiani E, Santarelli L, Muzzioli M, et al. Reversibility of the thymus involution and of age-related peripheral immune dysfunction by zinc supplementation in old mice. Int J Immunopharmacol. 1995;17(9):703718. doi:10.1016/0192-0561(95)00059-b.

Wong CP, Song Y, Elias VD, et al. Zinc supplementation increases zinc status and thymopoiesis in aged mice. J Nutr. 2009;139(7):13931397. doi:10.3945/jn.109.106021.

Saha AR, Hadden EM, Hadden JW. Zinc induces thymulin secretion from human thymic epithelial cells in vitro and augments splenocyte and thymocyte responses in vivo. Int J Immunopharmacol. 1995;17:729733. doi:10.1016/0192-0561(95)00061-6.

Mandal D, Bhattacharyya A, Lahiry L, et al. Failure in peripheral immuno-surveillance due to thymic atrophy: importance of thymocyte maturation and apoptosis in adult tumor-bearer. Life Sciences. 2005;77:27032716. doi:10.1016/j.lfs.2005.05.038.

Song Y, Yu R, Wang C, et al. Disruption of the thymic microenvironment is associated with thymic involution of transitional cell cancer. Urol Int. 2014; 92(1):104115. doi:10.1159/000353350.

Fukamachi Y, Karasaki Y, Sugiura T, et al. Zinc suppresses apoptosis of U937 cells induced by hydrogen peroxide through an increase of the Bcl-2/Bax ratio. Biochem Biophys Res Commun. 1998;246(2):346369. doi:10.1006/bbrc.1998.8621.

Iovino L, Mazziotta F, Carulli G, et al. High-dose zinc oral supplementation after stem cell transplantation causes an increase of TRECs and CD4+ naïve lymphocytes and prevents TTV reactivation. Leuk Res. 2018;70:2024. doi:10.1016/j.leukres.2018.04.016.

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.