Механизм (ы) токсического действия Zn2 + и селенита: исследование клеток гепатомы AS-30D и изолированных митохондрий

1. 3.1. AS-30D Асцитные клетки гепатомы крысы 3.1.1. Действие Zn2 + и селенита на жизнеспособность клеток
2. Таблица 1
3. 3.1.2. Действие Zn2 + и селенита на ΔΨmito
4. Таблица 2
5. 3.1.3. Действие Zn2 + и селенита на клеточное дыхание
6. Таблица 3
7. 3.1.4. Действие Zn2 + и селенита на внутриклеточную продукцию АФК
8. Таблица 4
9. 3.2. Митохондрия печени крысы
10. 3.3. Заключительные замечания

3.1. AS-30D Асцитные клетки гепатомы крысы

3.1.1. Действие Zn2 + и селенита на жизнеспособность клеток

Сначала мы изучали дозовую и временную зависимость действия Zn2 + и селенита на жизнеспособность клеток AS-30D. Мы обнаружили, что высокие концентрации селенита (50 мкМ) и Zn2 + (250 и 500 мкМ) убивали клетки AS-30D в зависимости от времени как некротическим, так и апоптическим путем (см. Рисунки и, соответственно). В то же время 10–50 мкМ Zn2 + и 0,1–5 мкМ селенита не вызывали ни некротической (), ни апоптотической () гибели клеток AS-30D при использованных инкубационных периодах. Таким образом, основной целью следующих экспериментов было подчеркнуть молекулярные механизмы цитотоксичности высоких концентраций мкМ Zn2 + и селенита.

Зависимое от времени и дозы действие Zn2 + и селенита на жизнеспособность клеток AS-30D оценивали с помощью теста на исключение трипанового синего. Время инкубации составляло 3, 24 и 48 часов. Результаты выражены в% к соответствующему контролю и представлены в виде средних значений четырех независимых экспериментов ± SE. * Р <0,05.

Индукция апоптоза в клетках AS-30D различными концентрациями Zn2 + и селенита. Клетки культивировали в среде RPMI 1640 без (контроль) или с указанной концентрацией (в мкМ) Zn2 + и селенита в течение 24 часов, окрашивали йодидом пропидия и анализировали проточной цитометрией. Процент фракции sub-G1, характерной для апоптотических клеток, указан в верхнем левом углу каждой панели. Типичный эксперимент из по крайней мере трех независимых для каждого соединения показан.

В связи с этим мы исследовали действие нескольких модуляторов поры перехода митохондриальной проницаемости (МРТ) (то есть неселективного высокопроводящего канала внутренней митохондриальной мембраны неизвестной структуры, открытие которого обеспечивает свободный проход в митохондрии молекул <1,5 кДа, включая протоны, которые, как обнаружено, участвуют во многих патологических состояниях и гибели клеток разных типов [ 21 - 24 ]) против Zn2 + - и селенит-индуцированного повреждения клеток AS-30D. Мы обнаружили, что CsA, мощный фармакологический ингибитор пор MPT, взятый в концентрации 1 мкМ, который не оказывает какого-либо значительного влияния на клетки AS-30D как таковой, частично предотвращает гибель клеток, измеренную после 24-часового воздействия на клетки высоким содержанием селенита или Zn2 + ().

Таблица 1

Действие циклоспорина А на гибель клеток AS-30D, вызванную высокими концентрациями Zn2 + и селенита.

Обработка (24 ч) 50 мкМ Se 250 мкМ Zn 500 мкМ Zn нет 27 ± 3 31 ± 5 17 ± 6 + CsA (1 мкМ) 41 ± 1 * 55 ± 5 ** 30 ± 6 **

Представляется важным сказать, что ранее мы сравнили токсическое действие концентраций Cd2 +, Hg2 + и Cu2 + в мкМ (т.е. 10, 50, 100 и 500 мкМ) на клетки асцитной гепатомы крысы AS-30D и обнаружили, что токсичность эти три иона металлов снизились с Hg2 + (наиболее токсично) до Cu2 + (наименее токсично) [ 10 ]. Hg2 + и Cd2 + вызывали высокий процент гибели клеток как при некрозе, так и при апоптозе, тогда как Cu2 + в концентрациях до 500 мкМ был слабо эффективен. Все металлы вызывали значительные изменения в функции митохондрий и внутриклеточной генерации АФК. Более того, наши данные показали, что одного повышенного уровня АФК недостаточно для индукции апоптотического и / или некротического распада клеток AS-30D. В случае Cd2 + и Hg2 + должны присутствовать дополнительные факторы, которые были / были ответственны за их цитотоксическое действие; скорее всего, это была блокировка дыхательной цепи митохондрий [ 10 ]. Мы также обнаружили, что вызванная Cd2 + цитотоксичность сопровождалась повышенным образованием АФК на уровне митохондриального дыхательного комплекса III и индукцией пор MPT ​​[ 9 ].

3.1.2. Действие Zn2 + и селенита на ΔΨmito

Для дальнейшего выяснения механизмов, лежащих в основе цитотоксичности высоких концентраций Zn2 + и селенита, мы изучили влияние этого металла / металлоида на ΔΨmito. Как видно из этого, после 3 ч инкубации клеток AS-30D с 50 мкМ селенита наблюдалось значительное снижение ΔΨmito (примерно на 30% по сравнению с контролем). В то же время, 500 мкМ Zn2 + вызывали более чем двукратное снижение ΔΨmito по сравнению с контролем. После 24 ч инкубации высокий уровень содержания Zn2 + и селенита вызывал тяжелую потерю Δ -mito клеток AS-30D (и). Следует отметить, что низкий уровень Zn2 + (50 мкМ) и селенита (1 мкМ) не вызывал каких-либо значительных изменений в ΔΨmito клеток AS-30D даже после 24-часовой инкубации с клетками ().

Действие различных концентраций Zn2 + и селенита на митохондриальный трансмембранный потенциал через 24 ч инкубации с клетками AS-30D. JC-1 представляет собой проникающий в клетки краситель, который накапливается в митохондриях, сохраняя высокое ΔΨmito, и изменяет свою эмиссионную флуоресценцию с зеленого на красный, за которым может следовать проточная цитометрия. Оценивали процент клеток с красной (R2) и зеленой (R3) флуоресценцией JC-1, отражающей высокий и низкий ΔΨmito соответственно; R2 указывается в верхнем левом углу каждой панели. Протонофорный разобщитель CCCP плюс ионофор калия валиномицин, действуя вместе, чтобы полностью разрушить ΔΨmito, всегда использовались в качестве «положительного» контроля. Типичный эксперимент из по крайней мере трех независимых показан.

Таблица 2

Влияние высоких концентраций Zn2 + и селенита на митохондриальный трансмембранный потенциал клеток AS-30D контролировали проточной цитометрией после окрашивания клеток липофильным катионным зондом JC-1.

Время 50 мкМ Se 250 мкМ Zn 500 мкМ Zn 3 ч 67 ± 11 * 55 ± 9 * 46 ± 2 * 24 ч 14 ± 3 * 13 ± 1 * 12 ± 4 *

Что касается Cd2 +, Hg2 + и Cu2 + [ 10 ], при измерении ΔΨmito в интактных клетках AS-30D мы обнаружили, что 50 мкМ Hg2 + вызывали полный коллапс ΔΨmito уже через 30 мин, а 10 мкМ Hg2 + вызывали сильное снижение ΔΨmito (около 80% по сравнению с контролем) уже через 3 ч выдержка с клетками. В течение этого короткого времени инкубации Cd2 + оказывал дозозависимый эффект, который становился статистически значимым только при концентрациях 100 мкМ и 500 мкМ. Cu2 + оказывал меньший ингибирующий эффект на ΔΨmito через 3 ч, который все еще был статистически незначимым для 100 мкМ. Cu2 + через 24–48 часов, в то время как 500 мкМ Cu2 + сильно подавил ΔΨmito через 48 часов.

3.1.3. Действие Zn2 + и селенита на клеточное дыхание

Чтобы затем выяснить механизм (ы) митохондриальной дисфункции, связанной с вредным воздействием Zn2 + и селенита, мы изучили их действие на клеточное дыхание. Как показано на рисунке, частота дыхания несвязанных клеток AS-30D, то есть в присутствии CCCP (см. Раздел 2 ), начал снижаться после 3 ч инкубации с 50 мкМ селенита, а через 48 ч его величина составила 20% от контроля. В случае высокого Zn2 + частота несвязанного дыхания клеток снижалась более чем в два раза уже через 3 часа и полностью ингибировалась после 48 ч инкубации с 500 мкМ Zn2 + (). В то же время низкие концентрации Zn2 + (10, 50 и даже 100 мкМ) и селенита (до 5 мкМ) не влияли на частоту дыхания несвязанных клеток AS-30D во все исследуемые периоды инкубации, в то время как 10 мкМ селенита после 48-часового воздействия на клетки значительно снижало частоту дыхания в разрозненном состоянии, которая составляла 80% от контроля (данные не показаны). Важно также отметить, что 50 мкМ селенита вызывали значительную (30%) стимуляцию частоты дыхания в покое (т.е. в присутствии олигомицина, см. Раздел 2 ) клеток AS-30D после 3-часовой инкубации, тогда как высокий Zn2 + (250 и 500 мкМ) значительно ингибировал клеточное дыхание в состоянии покоя, начиная уже с 3-часовой обработки. Все остальные концентрации тестируемого Zn2 + и селенита не оказывали значительного влияния на частоту дыхания в состоянии покоя клеток AS-30D. Следует отметить, что в случае высокого Zn2 + было получено только ингибирующее действие на дыхание клеток AS-30D в состоянии покоя, а также сильное ингибирующее влияние на частоту дыхания в разрозненном состоянии, что указывает на блокирование дыхательной цепи митохондрий.

Таблица 3

Влияние высоких концентраций Zn2 + и селенита на несвязанное дыхание клеток AS-30D. Частота несвязанного дыхания (при наличии CCCP) контрольных клеток принимается за 100%.

Время 50 мкМ Se 250 мкМ Zn 500 мкМ Zn 3 ч 86,4 ± 4,6 * 48,4 ± 7,2 * 28,3 ± 10,6 * 24 ч и 31,0 ± 5,0 * 10,7 ± 0,5 * 48 ч 20,8 ± 6,5 * 11,3 ± 1,3 * 1,9 ± 0,3 *

В свою очередь, до [ 10 ], мы обнаружили, что после 3 ч инкубации клеток AS-30D с 10 мкМ Hg2 + дыхание в состоянии покоя было слегка, но значительно увеличено, тогда как дыхание без сцепления оставалось неизменным, что указывало на слабое разобщающее действие этой низкой концентрации металла. Напротив, при 50 мкМ Hg2 + все три значения (то есть дыхание в стационарном состоянии, дыхание в состоянии покоя и несвязанное дыхание) были сильно подавлены, что указывает на мощный ингибирующий эффект на дыхательную цепь. При использовании Cd2 + при концентрации 100 мкМ наблюдалось уменьшение примерно на 30% несвязанного дыхания, а некоторый ингибирующий эффект можно было наблюдать уже при концентрации 50 мкМ. Дальнейшее увеличение концентрации Cd2 + до 500 мкМ усилило ингибирующий эффект. Напротив, Cu2 + не оказывал ингибирующего эффекта даже при концентрации 500 мкМ через 3 часа, но оказывал слабое разъединяющее действие, что проявлялось в увеличении частоты дыхания как в стационарном, так и в покое. После 24 ч инкубации клеток с соответствующим тяжелым металлом 50 мкМ Hg2 + и 50 мкМ Cd2 + вызывали практически полное угнетение клеточного дыхания, в то время как 50 мкМ Cu2 + оказывали выраженный разобщающий эффект; Более того, даже через 48 ч 50–100 мкМ Cu2 + не ингибировали клеточное дыхание, тогда как 500 мкМ Cu2 + уменьшали его до 70% или ниже.

3.1.4. Действие Zn2 + и селенита на внутриклеточную продукцию АФК

Как известно, внутриклеточная продукция АФК может быть важным показателем цитотоксичности исследуемых соединений. Как показано на рисунке, 50 мкМ селенита в три раза усиливали образование внутриклеточных АФК уже после короткого времени инкубации (50 мин и 3 ч), а через 24–48 ч они вызывали резкое снижение продукции АФК по сравнению с контролем. Напротив, высокие концентрации тестируемого Zn2 +, а именно 250 и 500 мкМ, не вызывали каких-либо значительных изменений в генерации АФК после 50 мин инкубации с клетками AS-30D. Тем не менее, высокий Zn2 + умеренно увеличивал образование внутриклеточных АФК через 3 часа и уменьшал их продукцию в два раза (по сравнению с контролем) через 24–48 часов инкубации с клетками (). Низкое содержание Zn2 + (50 мкМ) и селенита (до 5 мкМ) не изменило генерацию ROS клеток AS-30D после всех использованных периодов инкубации. Мы также обнаружили, что изменения внутриклеточной генерации АФК, наблюдаемые после инкубации клеток AS-30D с высоким содержанием Zn2 + или селенита, были ослаблены CsA ().

Действие циклоспорина А на изменения внутриклеточного образования АФК, продуцируемых высоким содержанием Zn2 + и селенитом в клетках AS-30D. (а) Se: 50 мкМ; 3 ч; (б) Zn: 250 мкМ; 24 ч. Клетки культивировали в среде RPMI 1640 без (контроль) или с указанной концентрацией (в мкМ) селенита и Zn2 + в течение 3 и 24 часов соответственно в отсутствие или в присутствии 1 мкМ CsA. Общая продукция ROS была рассчитана как среднее геометрическое значение общей зеленой флуоресценции продукта окисления DCFH2 и указано в верхнем правом углу каждой панели; для других деталей, см. Раздел 2 , Типичный эксперимент из по крайней мере трех независимых для каждого соединения показан.

Таблица 4

Зависимые от времени эффекты высоких концентраций Zn2 + и селенита на образование АФК клетками AS-30D, измеренные с помощью проточной цитометрии с использованием DCFH2-DA в качестве ROS-чувствительного зонда.

Среднее время флуоресценции DCF (произвольные единицы) Контроль 50 мкМ Se 250 мкМ Zn 500 мкМ Zn PBS 50 мин 32,8 ± 6,3 90,9 ± 3,1 * 38,5 ± 2,2 29,2 ± 9,5 об / мин 3 ч 21,1 ± 1,1 75,6 ± 2,5 * 31,6 ± 1,5 * 32,1 ± 1,8 * 24 ч 25,8 ± 4,3 4,2 ± 0,8 * 12,0 ± 1,0 * и 48 ч 21,7 ± 4,7 7,3 ± 0,7 * 11,8 ± 0,5 * nd

Следует упомянуть, что в нашей предыдущей работе о ячейках AS-30D [ 10 ] мы показали, что Cu2 + вызывает раннее и резкое увеличение генерации внутриклеточных АФК. В частности, Cu2 + в диапазоне 100–500 мкМ вызывал только стимуляцию образования АФК, которое начиналось уже через 30 мин инкубации с клетками; однако продуцирование ROS снизилось до уровня контроля после 48 ч инкубации клеток с 500 мкМ Cu2 +. Действие Hg2 + и Cd2 + на образование АФК было двухфазным. Они стимулировали выработку АФК в клетках при низких концентрациях и при коротком времени инкубации, но уменьшали выработку АФК при более высоких концентрациях и при более длительной инкубации.

3.2. Митохондрия печени крысы

Для дальнейшего понимания молекулярного механизма (механизмов) митохондриальной дисфункции, вызываемой тестируемым металлом / металлоидом, мы сравнили действие Zn2 + с эффектами селенита на изолированные митохондрии печени крысы, используемые в качестве модельной системы. С помощью O2, TPP +, K + и Ca2 + -селективных электродов был проведен одновременный мониторинг четырех параметров биоэнергетики - дыхания, потоков ΔΨmito, K + и Ca2 + - в присутствии изучаемого металла / металлоида и различных митохондриальных эффекторов. подчеркнуть причинно-следственные связи, лежащие в основе дисфункции митохондрий (рисунки и)

Одновременная регистрация четырех параметров митохондрий (дыхание, потоки ΔΨmito, K + и Ca2 +) с помощью O2, TPP +, K + и Ca2 + -селективных электродов после обработки изолированного RLM с Zn2 + в отсутствие (а) или в присутствии CsA ( б). Митохондрии (1 мг белка / мл) инкубировали при комнатной температуре в среде, содержащей 120 мМ NaCl, 2 мМ NaH2PO4, 10 мМ HEPES (pH 7,4), 5 мМ Glu и 5 мМ Mal. Добавки Zn2 + (5 мкМ), K + (100 мкМ), Ca2 + (200 мкМ) и дитионита указаны стрелками. [CsA] составляло 1 мкМ. 20 мкМ Ca2 + присутствовало в среде для анализа с начала эксперимента. Отклонение вниз указывает на уменьшение [O2], [TPP +], [K + free] и [Ca2 + free] в среде. Результаты являются репрезентативными для серии из двух независимых экспериментов.

Одновременная регистрация четырех параметров митохондрий (дыхание, потоки ΔΨmito, K + и Ca2 +) с помощью O2, TPP +, K + и Ca2 + -селективных электродов после обработки изолированного RLM селенитом натрия в отсутствие (a) или в присутствии CsA (б). Добавки Na2SeO3 (5 мкМ) указаны стрелками. Остаток как в.

Мы обнаружили, что в респираторной среде для анализа NaCl, где K + был заменен на Na + для мониторинга потоков K + в и из митохондрий (точное содержание среды см. В условных обозначениях), снижение ΔΨmito, высвобождение K + и Ca2 + и нарушение дыхания вызванные низким [Zn2 +] были сильно подавлены CsA, мощным ингибитором поры MPT (). Однако даже в присутствии CsA в среде для анализа после добавления Zn2 + наблюдалась медленная диссипация Ψmito (след 2). Также очевидно, что высвобождение Ca2 + из митохондрий было последним событием среди наблюдаемых в присутствии Zn2 + (след 4). Ранее в респираторной среде для анализа KCl мы наблюдали аналогичные изменения в ΔΨmito, вызванные Zn2 + (измеренные с помощью Rh123), которые снова были лишь частично чувствительными к CsA [ 11 ]. Ранее мы также обнаружили, что в среде KCl Zn2 + индуцировал резкое окисление пиридиновых нуклеотидов (PN), которое ингибировалось CsA, защитное действие которого, однако, было отменено увеличением нагрузки Zn2 +. Кроме того, митохондриальный отек, вызванный Zn2 + в KCl и сахарозной среде, замедлялся CsA и другими ингибиторами MPT [ 11 ].

Действие Zn2 + на функцию митохондрий очень напоминает эффекты Cd2 +, изученные нами ранее ([ 11 , 13 , 16 , 24 , 25 ] (см. также здесь), а именно, дыхательная дисфункция, потеря ΔΨmito, высвобождение K + и Ca2 +, изменения в окислительно-восстановительном состоянии митохондриального PN и отек матрикса, вызванный Cd2 +, были сильно ингибированы CsA. Тем не менее, даже в присутствии CsA в среде для анализа имела место медленная диссипация ΔΨmito Cd2 + (след 2). Более того, как и в случае Zn2 +, высвобождение Ca2 + было последним событием среди наблюдаемых после добавления Cd2 +; кроме того, защита CsA от вредного воздействия Cd2 + была устранена увеличением нагрузки на тяжелые металлы.

Одновременная регистрация четырех параметров митохондрий (дыхание, потоки ΔΨmito, K + и Ca2 +) с помощью O2, TPP +, K + и Ca2 + -селективных электродов после обработки изолированного RLM Cd2 + в отсутствие (а) или в присутствии CsA ( б). Добавки Cd2 + (5 мкМ) указаны стрелками. Остаток как в.

В случае селенита мы обнаружили, что не только высвобождение K + или Ca2 + (), но также потеря ΔΨmito, вызванная импульсами селенита как в NaCl (), так и в KCl [ 11 ] среда для анализа была полностью подавлена ​​CsA. То же самое относится и к Ca2 + -индуцированной ΔΨmito-диссипации (). Однако сильная длительная активация частоты основного митохондриального дыхания, обнаруженная в присутствии селенита, была лишь частично чувствительной к CsA (и следам 1). Как видно из этого, CsA восстанавливает способность поглощения Ca2 +, нарушенную обработкой селенитом (след 4). Следует отметить, что значительная длительная стимуляция дыхания покоя митохондрий, возбуждаемых Glu плюс Mal (то есть субстратами комплекса I mtETC) в присутствии селенита, также наблюдалась в среде для анализа KCl; кроме того, ранее мы обнаружили, что в этой среде селенит уменьшал как дыхание в St 3, так и стимулированное ДНП дыхание [ 11 ]. Как мы также показали, митохондриальное набухание, вызванное селенитом в среде KCl в присутствии Glu плюс Mal, было только частично восприимчивым к CsA, в отличие от Ca2 + -индуцированного, который был полностью подавлен CsA. Стоит отметить, что на этом типе респираторных субстратов Ca2 + вызывал только кратковременную стимуляцию дыхания в покое с последующим сильным угнетением митохондриального дыхания как в этой среде (см., Например, [ 26 ] и ссылки в ней) и в буфере для анализа NaCl (трасса 1). Кроме того, как мы обнаружили ранее [ 11 ], влияние селенита на окислительно-восстановительный статус ПН сильно отличалось не только от влияния Zn2 + или Cd2 +, но и от влияния Ca2 +. В частности, после последовательного добавления 5 мкМ импульсов селенита в среду для анализа KCl не наблюдалось сильного и быстрого снижения аутофлуоресценции PN (устраняемой добавкой CsA в среду), как это наблюдалось после добавления упомянутого выше металла импульсы (5 мкМ - для Zn2 + или Cd2 + и 50 мкМ - для Ca2 +), но наблюдалось умеренное и непрерывное окисление ПН, которое замедлялось только CsA в используемых экспериментальных условиях.

Одновременная запись четырех митохондриальных параметров (дыхание, потоки ΔΨmito, K + и Ca2 +) с помощью O2, TPP +, K + и Ca2 + -селективных электродов после обработки изолированного RLM с помощью Ca2 + в отсутствие (а) или в присутствии CsA ( б). Добавки Ca2 + (50 мкМ) указаны стрелками. Остаток как в.

Что касается действия Hg2 + или Cu2 + на изолированную митохондриальную функцию печени крысы, мы обнаружили в наших предыдущих работах [ 27 , 28 ] что при тех же условиях окисление ПН, нарушение функции дыхания и уменьшение ΔΨmito, вызванные этими тяжелыми металлами, были нечувствительными или слабо чувствительными к CsA. Кроме того, CsA и другие эффекторы пор MPT, включая несколько ингибиторов mtETC, по-разному влияли на набухание митохондрий, вызванное исследуемыми металлами / металлоидами [ 11 ].

3.3. Заключительные замечания

В настоящем исследовании мы обнаружили, что митохондрии клеток асцитной гепатомы крысы AS-30D являются основной мишенью не только для Cd2 +, Hg2 + и Cu2 +, как мы получили ранее [ 9 , 10 ] но также для Zn2 + и селенита натрия. Высокие концентрации мкМ Zn2 + или селенита были сильно цитотоксичны, убивая клетки AS-30D как апоптотическим, так и некротическим путем (Рисунки и). Как Zn2 +, так и селенит вызывали сильные изменения во внутриклеточной генерации АФК (и) и дисфункции митохондрий посредством нарушения mtETC (), диссипации мембранного потенциала (и) и открытия пор MPT ​​(и). Выявлены также существенные различия в токсическом действии Zn2 + и селенита на клетки AS-30D. В частности, селенит индуцировал гораздо более высокий внутриклеточный уровень АФК (раннее событие) по сравнению с Zn2 +, но меньшую потерю мембранного потенциала и меньшее снижение несвязанной частоты дыхания клеток, тогда как нарушение mtETC было ранним и критическим событием в Механизм цитотоксичности Zn2 +.

Важно, что результаты, полученные на интактных клетках, хорошо коррелируют с нашими данными, представленными на изолированных митохондриях. В частности, мы обнаружили, что стимуляция базального дыхания изолированных митохондрий печени крыс, продуцируемых селенитом, была только частично подавлена ​​CsA (). В соответствии с этими результатами наши данные выявлены на клетках AS-30D, а именно, имело место стимуляция частоты дыхания в состоянии покоя и значительное снижение ΔΨmito, обнаруженное уже после 3 ч инкубации клеток с высоким содержанием селенита, что указывает на эффект разобщения металлоида в ранние времена инкубации. Кроме того, CsA частично подавил быстрый и мощный всплеск внутриклеточного образования АФК, обнаруженный в присутствии высокого селенита после 3-часовой инкубации с клетками AS-30D ().

Следует отметить, что до настоящего времени роль соединений Zn и Se в профилактике и возможном лечении рака все еще остается неясной из-за их сложного взаимодействия с клетками и тканями. Тем не менее, много доказательств указывает на прямую токсичность и проапоптотическую активность в отношении злокачественных клеток с добавлением извне Zn2 + [ 6 , 29 - 31 ] или селенит [ 32 - 36 ]. Участие митохондрий и окислительного стресса в различных типах гибели клеток, вызванных Zn2 + и селенитом, было обнаружено ранее [ 37 - 45 ]; однако некоторые авторы все еще выступают против непосредственного участия АФК в механизмах цитотоксичности Zn2 + и селенита [ 8 , 30 , 35 , 46 , 47 ]. Стоит сказать, что в предыдущих публикациях участие «классических» пор MPT ​​(т. Е. Ca2 + -зависимых и CsA-чувствительных [ 21 - 23 ]) в механизме (ах) токсического действия обоих селенитов [ 11 , 34 , 36 , 40 , 47 - 50 ] и Zn2 + [ 6 , 11 , 51 - 56 ] было предложено; однако в настоящее время он находится в стадии обсуждения в некоторых аспектах [ 56 - 59 ]. В частности, есть недавние доказательства, указывающие на возможное участие нерегулируемых пор MPT ​​(то есть, Ca2 + -независимых и CsA-нечувствительных, [ 22 , 60 ]) в механизмах токсичности соединений Se [ 59 ]. Несмотря на наличие данных о профилактическом действии ингибиторов пор MPT, CsA и бонгкрековой кислоты, о диссипации ΔΨmito и высвобождении цитохрома с или AIF, продуцируемых селенитом в различных типах клеток, в литературе в этой области мы не смогли найти доказательств действия CsA на внутриклеточную генерацию АФК изменяется в присутствии этого металлоида. Важно отметить, что в настоящей работе мы впервые провели тщательное сравнительное исследование влияния Zn2 + и селенита на клеточное дыхание. Таким образом, наши результаты не только находятся в хорошем соответствии с данными, полученными другими работниками на различных клеточных линиях в течение многих лет, но и дают новую важную информацию о молекулярном механизме (ах), лежащем в основе Zn2 + - и селенит-индуцированной дисфункции и цитотоксичности митохондрий, в поддержка недавней серии публикаций по этому вопросу [ 61 - 68 ]. Следует также подчеркнуть, что проведенное здесь всестороннее сравнение токсического воздействия металлов / металлоида на изолированные митохондрии и на одну и ту же клеточную линию в одинаковых условиях выявило значительные сходства и различия в механизмах их действия и дало ключ к лучшему понимание роли митохондриальной дисфункции в гибели клеток, что указывает на возможное комбинированное использование этих соединений в противоопухолевой терапии. Этот вопрос сейчас изучается в нашей группе.

Похожие

Комментарии