CC BY
57
УДК: 616-006.6+615.277.3-092.9
антиканцерогенный эффект фенольного антиоксиданта фенозана (4-гидрокси-з,5-ди-трет-бутилфенилпропионовой кислоты) на спонтанный канцерогенез у крыс и мышей
в.г. Беспалов1, Б.Д. Александров1, д.Б. Корман2
ФГБУ «НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздравсоцразвития России, г. Санкт-Петербург1 Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН, г. Москва2 189646, г. Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, 68, e-mail: [email protected]
В опытах на крысах ЛИО и мышах линии SHR местной разводки, характеризующихся высокой частотой опухолей (33-48 %) к концу жизни, был изучен синтетический фенольный антиоксидант фенозан (4-гидрокси 3,5-ди-трет-бутилфенилпропионовая кислота). Фенозан давали крысам и мышам перорально в дозе 5 мг/кг 3 раза в нед длительно - 18 мес. Фенозан не влиял на выживаемость животных. У крыс-самок фенозан по сравнению с контролем статистически достоверно уменьшал общую частоту и множественность опухолей соответственно на 30,6 % и 76,3 %, а также новообразований молочной железы - на 15,8 % и 90 % соответственно, гипофиза - на 17,5 % и 63 % соответственно и прочих новообразований - на 15,6 % и 75 %. У крыс-самцов фенозан статистически достоверно уменьшал только множественность новообразований гипофиза и лимфоидной ткани - на 83,3 %. У мышей фенозан только у самок уменьшал общую множественность опухолей на 48,5 %, а также частоту и множественность новообразований легких - на 22,5 % и 78,1 % соответственно. Таким образом, фенозан в проведенных нами экспериментах на крысах и мышах тормозил спонтанный канцерогенез.
Ключевые слова: синтетический фенольный антиоксидант фенозан, торможение спонтанного канцерогенеза у крыс и мышей.
ANTICARCINOGENIC EFFECT OF ANTIOXADANT PHENOZAN (4-OXY-3,5 DI-TRET-BUTYLPHENYLPROPIONIC ACID)
ON SPONTANEOUS CARCINOGENESIS IN RATS AND MICE VG. Bespalov1, V.A. Alexandrov1, D.B. Korman2 N.N. Petrov Research Institute of Oncology Ministry of Health and Social Development Russia, St. Petersburg1 N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics Russia Academy of Sciences, Moscow2 68, Leningradskaya Street, 197758-St.-Petersburg, Russia, e-mail: [email protected]
In experiments with rats LIO and mice SHR of local breeding, which usually characterized by high tumor incidence (33-48 %) at end of the lifespan, was studied synthetic phenolic antioxidant phenozan (4-oxy-3,5 di-tret-butylphenylpropionic acid). Phenozan was administered per os by gavage in dose 5 mg/kg (therapeutic dose) 3 times per week for 18 months. Survival rates were similar in controls and phenozan exposure animals. In female rats phenozan statistically significantly decreased total tumor incidence and multiplicity by 30,6 % and 76,3 % accordingly, breast tumors (by 15,8 % and 90 %, accordingly), pituitary gland (by 17,5 % and 63 %, accordingly) and other localizations (by 15,6 % and 75 %). In male rats phenozan statistically significantly decreased only multiplicity of tumors of pituitary gland and lymphoid tissues - by 83,3 %. In mice, females only, phenozan decreased total multiplicity of tumors - on 48,5 % and incidence and the multiplicity of lung tumors - on 22,5 % and 78,1 %, accordingly. Thus phenozan in our experiments inhibited spontaneous carcinogenesis in rats and mice.
Key words: synthetic phenolic antioxidant phenozan, inhibition of spontaneous carcinogenesis.
К синтетическим ингибиторам канцерогенеза фенолов [2], эффект которых связывают с их спо-
относят немногочисленную группу фенольных собностью ингибировать перекисное окисление
антиоксидантов (в частности, бутилокситолуол липидов и стабилизировать геном [6]. Интерес
и бутилоксианизол) из класса экранированных представляет фенольный антиоксидант «фенозана»
(4-гидрокси-3,5-ди-трет-бутилфенилпропионовая кислота), благодаря его способности оказывать ноотропное действие и предупреждать развитие судорожных припадков [2]. На ряде индуцированных опухолей (почек, кожи) фенозан тормозил их развитие [4, 5].
Цель исследования - изучить в опытах на крысах и мышах способность фенозана при длительном применении тормозить спонтанный канцерогенез.
Материал и методы
Были использованы крысы линии ЛИО местной разводки и мыши SHR разводки питомника «Рап-полово» РАМН, у которых, по нашим многолетним наблюдениям, возникают опухоли к концу жизни не менее чем у трети животных. В эксперимент брали по 50 животных в возрасте 6-8 нед обоего пола в группах опыта и контроля. Животные содержались в стандартных условиях в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986), и получали сбалансированный стандартный корм и питьевую водопроводную воду.
Фенозан вводили 3 раза в нед в дозе 5 мг/кг (терапевтическая доза) перорально зондом в подсолнечном масле (0,5 мл для крыс и 0,2 мл для мышей) в течение 18 мес. Контрольные животные получали подсолнечное масло. После окончания введения препаратов через 4 мес в опытах с крысами и через 3 мес - с мышами всех оставшихся в
живых животных забивали парами эфира. Результаты визуального наблюдения и систематического взвешивания животных свидетельствовали об отсутствии проявления токсичности фенозана у крыс и мышей в использованной дозе 5 мг/кг.
Погибшие или забитые в терминальном состоянии и оставшиеся по окончании опыта животные подвергались полной аутопсии. Органы с опухолями фиксировали в 10 % формалине и после гистологической обработки изучали для установления диагноза. Полученные результаты подвергали статистическому анализу с использованием критерия хи-квадрат, точного метода Фишера и критерия t (Стьюдента).
Результаты и обсуждение
Эксперименты на крысах. Динамические показатели выживаемости крыс свидетельствовали об отсутствии достоверных различий между контролем и группами с воздействием фенозана (рис. 1А, 1Б). Большинство крыс погибало после 18 мес от начала эксперимента, и чаще всего от интерку-рентных заболеваний и возрастных изменений: пневмонии, воспалительных процессов в мочеполовых органах, подчелюстных абсцессов.
Первая опухоль в группе самки-контроль обнаружена через 284 дня от начала опыта, так что эффективное число крыс, переживших этот срок в других группах, оказалось примерно одинаковым - 41-44 (табл. 1). У крыс-самок по сравнению с самцами опухоли развивались гораздо чаще -47,7 % и 27,9 % соответственно, и множественность их была в 2 раза выше (табл. 1). У самок чаще
Таблица 1
Влияние фенозана на развитие спонтанных опухолей у крыс
Группы животных Контроль, самки (n=44) Фенозан, самки (n=41) Контроль, самцы (n=43) Фенозан, самцы (n=41)
Локализация Частота, количество и множественность опухолей
Всего 21 (47,7 %); 33; 0,75 ± 0,14 7 (17,1 %)*; 8; 0,2 ± 0,07* 12 (27,9 %); 14; 0,33 ± 0,09 9 (22 %); 11; 0,27 ± 0,09
Молочная железа 8 (18,2 %); 9; 0,2 ± 0,07 1 (2,4%)*; 1 ; 0,02 ± 0,02* - 2 (4,9 %); 2; 0,05 ± 0,03
Гипофиз 12 (27,3 %); 12; 0,27 ± 0,07 4 (9,8 %)*; 4; 0,1 ± 0,05* 5 (11,6 %); 5; 0,12 ± 0,04 1 (2,4 %); 1; 0,02 ±0,02*
Кроветворная и лимфоидная ткань 3 (6,8 %); 3; 0,07 ± 0,04 1 (2,4 %); 1; 0,02 ± 0,02 5 (11,6 %); 5; 0,12 ± 0,04 1 (2,4 %); 1; 0,02 ± 0,02*
Прочие 9 (20,5 %); 9; 0,2 ± 0,06 2 (4,9%)*; 2; 0,05 ± 0,03* 4 (9,3 %); 4; 0,09 ± 0,04 7 (17,1 %); 7; 0,17 ± 0,06
Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контрольной группой (р<0,001-0,05).
СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2012. № 2 (50)
Рис. 1. А - выживаемость крыс-самок. Б - выживаемость крыс-самцов.
(по оси абсцисс - продолжительность эксперимента в мес, по оси ординат - выживаемость в %)
Рис. 2. А - выживаемость мышей-самок. Б - выживаемость мышей-самцов.
(по оси абсцисс - продолжительность эксперимента в мес, по оси ординат - выживаемость в %)
всего возникали аденомы гипофиза (из 12 только 1 карцинома). На втором месте по частоте были доброкачественные опухоли молочной железы. У самок в контроле встречались опухоли лимфоидной ткани: лимфома тимуса и 2 лимфоцитарных лейкоза. Кроме того, были выявлены опухоли различных локализаций - 9, большинство из которых доброкачественные: эндометриальные железистые полипы - 3, аденомы щитовидной железы - 2, доброкачественная гранулезоклеточная опухоль яичника, аденома коры надпочечника, папиллома-тоз преджелудка. Злокачественной опухолью была саркома матки - 1.
В контроле у крыс-самцов также чаще всего встречались аденомы гипофиза. Среди прочих 14 новообразований различной локализации 7 были злокачественными (лимфолейкозы - 2, лимфома тимуса - 2, карцинома щитовидной железы, лим-фома и аденокарцинома легкого), все другие оказались доброкачественными (аденомы щитовидной
железы, папилломатоз преджелудка). Средняя продолжительность жизни крыс-опухоленосителей составила 641 день.
У крыс-самок фенозан по сравнению с контролем статистически достоверно уменьшал общую частоту и множественность опухолей соответственно на 30,6 % и 76,3 %; частоту и множественность новообразований молочной железы - на 15,8 % и 90 %; частоту и множественность новообразований гипофиза - на 17,5 % и 63 %; частоту и множественность прочих новообразований - на 15,6 % и 75% (табл. 1). У крыс-самцов фенозан по сравнению с контролем статистически достоверно уменьшал только множественность новообразований гипофиза -на 83,3 % и множественность новообразований кроветворной и лимфоидной ткани - на 83,3 % (табл. 1). Отметим, что гистологический спектр опухолей в сравниваемых группах был примерно одинаковым. Таким образом, фенозан тормозил
развитие спонтанных опухолей у крыс, причем у самок более выраженно и по большему числу параметров, чем у самцов.
Эксперименты на мышах. Выживаемость мышей обеих групп (контроля и опыта) оказалась довольно высокой и практически идентичной (рис. 2А, 2Б). Большая часть мышей погибла после 15 мес от начала опыта. Причиной смерти некоторых мышей в эти сроки являлись интеркурентные заболевания и возрастные изменения.
Первая опухоль у мышей обнаружена через 313 дней: к этому сроку количество животных во всех группах оказалось примерно одинаковым - 39-44 (табл. 2). В контроле у самок зарегистрирована высокая частота опухолей - 43,2 % при множественности - 0,68 (табл. 2).
У большинства животных развивались опухоли легких - 14 (аденомы). Однако встречались новообразования и других локализаций (табл. 2), причем нередко злокачественные: молочной железы - 2 (обе аденокарциномы), лимфоидной ткани - 4 (3 лимфомы и 1 лимфоцитарный лейкоз). Среди 10 опухолей прочих локализаций диагностированы: аденокарцинома тонкой кишки, аденосквамозная карцинома влагалища, гемангиомы брыжейки кишечника - 5, гемангиома печени, эндометриальные железистые полипы (полипоз), папилломы преджелудка. У мышей самцов-контроль опухоли выявлялись тоже часто - 33,3 %, при множественности - 0,38, но заметно реже, чем у самок-контроль (табл. 2). У самцов-контроль также чаще всего возникали опухоли легких - 8, из которых 1
плоскоклеточная карцинома, все другие аденомы. Среди опухолей других локализаций зарегистрированы: лимфома с поражением брыжейки кишеч-
ника, лимфолейкозы - 3, лимфобластный лейкоз, гемангиома брыжейки кишечника и папилломатозы преджелудка - 2. Следует отметить, что частота и спектр выявленных опухолей у мышей SHR обоего пола в наших экспериментах в контроле соответствовал тем, которые обычно выявляются как спонтанные у мышей этой линии.
У мышей-самок фенозан по сравнению с контролем статистически достоверно уменьшал только общую множественность опухолей на 48,5 %, а также частоту и множественность новообразований легких - на 22,5 % и 78,1 % соответственно (табл. 2). Все выявленные опухоли легких были аденомами. В отношении опухолей других локализаций достоверного уменьшения не отмечено. У самок-мышей этой группы встречались как доброкачественные, так и злокачественные опухоли: аденокарциномы молочной железы - 2, лимфомы - 2, лимфобластный лейкоз, аденокарцинома толстой кишки, плоскоклеточная карцинома, папиллома и кератоакантома кожи, гемангиома брыжейки кишечника, а также папилломы преджелудка - 2. У мышей-самцов фенозан достоверно не снижал какой-либо опухолевый показатель (табл. 2). В этой группе по гистологическому типу были выявлены: аденомы легких - 5; лимфолейкоз и папилломатозы преджелудка - 2.
Таким образом, в эксперименте фенозан тормозит спонтанный канцерогенез у крыс и мышей.
Таблица 2
Влияние фенозана на развитие спонтанных опухолей у мышей
Группы животных Контроль, самки (n=44) Фенозан, самки (n=43) Контроль, самцы (n=39) Фенозан, самцы (n=39)
Локализация Частота, количество и множественность опухолей
Всего 19 (43,2 %); 30; 0,68 ± 0,13 12 (27,9 %); 15; 0,35 ± 0,1* 13 (33,3 %); 15; 0,38 ± 0,09 7 (17,9 %); 8; 0,21 ± 0,08
Легкие 13 (29,5 %); 14; 0,32 ± 0,08 3 (7 %)*; 3; 0,07 ± 0,04* 7 (17,9 %); 8; 0,21 ± 0,07 4 (10,3 %); 5; 0,13 ± 0,07
Молочная железа 2 (4,5 %); 2; 0,05 ± 0,03 2 (4,7 %); 2; 0,05 ± 0,03 - -
Кроветворная и лимфоидная ткань 4 (9,1 %); 4; 0,09 ± 0,04 3 (7 %); 3; 0,07 ± 0,04 4 (10,3 %); 4; 0,1 ± 0,05 1 (2,6 %); 1; 0,03 ± 0,03
Прочие 9 (20,5 %); 10; 0,23 ± 0,07 6 (14 %); 7; 0,16 ± 0,07 3 (7,7 %); 3; 0,08 ± 0,04 2 (5,1%); 2; 0,05 ± 0,04
Примечание: * - различия с статистически значимы по сравнению с контрольной группой (р<0,005-0,05).
СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2012. № 2 (50)
До этого было показано, что фенозан увеличивает продолжительность жизни мышей линии AKR со спонтанно развивающимся лейкозом [3]. Это важно с учетом его возможного использования в качестве противоэпилептического препарата [1, 2] (в настоящее время фенозан проходит клинические испытания). Как известно, такого рода средства рассчитаны на длительное (многолетнее) применение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Архипова Г.В., Бурлакова Е.Б., Семиохина А.Ф. и др. Антирадикальный механизм защитного действия синтетических антиоксидантов на эпилептоформные припадки у крыс и их гибель
от кровоизлияний в мозг // Доклады АН СССР. 1982. Т 267, № 2. С. 469^71.
2. Бурлакова Е.Б. Биоантиоксиданты: вчера, сегодня, завтра // Химическая и биологическая кинетика. Новые горизонты / Под ред. Е.Б. Бурлаковой, С.Д. Варфоломеева. М.: Наука, 2005. Т 2. С. 1-27.
3. Ерохин Б.Н., Кременцова А.Б., Семенов Б.А., Бурлакова Е.Б. Влияние антиоксиданта 4-гидрокси- 3,5-ди-трет-бутилфенил пропионовой кислоты (фенозана) на развитие злокачественных новообразований // Известия РАН. Серия биология. 2007. № 5. С. 583-590.
4. Кириллов Б.Н. Влияние фенозана на канцерогенез, индуцированный в почках крыс нитрозодиметиламином // Экспериментальная онкология. 1988. Т. 10, № 5. С. 23-26.
5. Кирсо У.Э., Пашин Ю.Б., Бахитова Л.М., Кюнг А.И. Влияние антиоксидантов на канцерогенную и мутагенную активность бензпирена // Вопросы онкологии. 1985. Т. 21, № 4. С. 70-75.
6. Williams G.M., Iatropoulos M.J., Jeffrey AM. Anticarcinogenicity of monocyclic phenolic compounds // Eur. J. Cancer Prev. 2002. Vol. 11. Suppl. 2. P. 101-107.
Поступила 11.11.11
