CC BY
24
Физиология и биохимия питания
генов, в 3-й группе (потребление ВУВЖР) - 393 гена (24,5%), в 4-й группе (потребление ВУВЖР и кверцетина) - 391 ген (24,4%). Одновременно только в 2-й и 3-й группах отмечалась дифференциальная экспрессия 34 генов (2,1%), в 2-й и 4-й группах - 29 генов (1,8%), в 3-й и 4-й группах - 539 генов (33,6%). Сразу во всех экспериментальных группах животных дифференциально экспрессированным, в сравнении с 1-й группой был 101 ген (6,3%). Семь путей (метаболизм производных ретинола, биосинтез стероидных гормонов, метаболизм линолевой кислоты, секреция желчи, метаболизм лекарственных препаратов системой цитохромов Р45, метаболизм арахидоновой кислоты и метаболизм ксенобиотиков системой цитохромов Р450) из 23 метаболических путей (30,4%), которые показали дифференциальную экспрессию генов, были затронуты во всех трех опытных группах животных.
Обсуждение. Потребление кверцетина или/и ВУВЖР крысами Zucker с генетически нарушенной рецепцией лептина приводит к значимым изменениям в уровне транскрипции 1604 генов в ткани печени, из которых эффект со стороны собственно кверцетина проявляется для 1396 генов. Наибольшее сходство между собой проявляют профили дифференциальной экспрессии генов в группах животных, получавших ВУВЖР и такой же рацион с добавкой кверцетина. Качественные изменения в транскриптоме ткани печени крыс Zucker, получавших ВУВЖР, оказываются значительно более выраженными, чем у получавших добавку кверцетина на фоне стандартного рациона.
Вывод. Анализ полнотранскриптомных профилей ткани выявил 23 метаболических пути, являющихся мишенями воздействия применяемых экспериментальных рационов. Качественные изменения в транскриптоме ткани печени крыс Zucker FA, получавших ВУВЖР, оказываются значительно более выраженными, чем у получавших добавку кверцетина на фоне стандартного рациона.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 17-16-01043 «Поиск эффекторных звеньев метаболизма, регулируемых алиментарными факторами при ожирении,
для разработки инновационных специализированных пищевых продуктов».
Трусов Н.В., Апрятин С.А., Мжельская К.В.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛНОТРАНСКРИПТОМНОГО ПРОФИЛЯ ПЕЧЕНОЧНОЙ ТКАНИ КРЫС WISTAR НА РАЦИОНАХ С ИЗБЫТОЧНЫМИ КВОТАМИ ЖИРОВ И УГЛЕВОДОВ
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Актуальность. В настоящее время перспективен поиск генетических маркеров заболеваний различной природы, в том числе вызванных дисбалансом питательных веществ. Алиментарная гиперлипидемия является начальной стадией и необходимым условием для развития метаболического синдрома, болезни, считающейся пандемией XXI в.
Цель - изучить и сравнить дифференциальную экспрессию генов печени крыс самок аутбредной линии Wistar на моделях гиперлипидемии методом полнотранскриптомного профилирования на мультивалентных ДНК-микрочипах с последующим анализом полученных данных биоинформатическими методами в среде «R».
Материал и методы. Эксперимент по воспроизведению модели алиментарной дислипидемии проводили на крысах самках Вистар со средней массой тела 122 г. Животных разделили на 4 группы равной численности (п=8). В течение 2 мес крысы 1-й группы (контрольной) получали основной рацион, 2-й группы - модифицированный высокожировой рацион; 3-й - основной рацион с добавлением 20% раствора фруктозы вместо воды, 4-й группы -модифицированный рацион с повышенным содержанием холестерина (0,5% по массе сухого корма). Животные получали жидкость в режиме свободного доступа и рацион - изначально из расчета 15 г на крысу сухого корма в сутки. Для достижения изокалорийности рационов, а также удовлетворения изменяющейся с возрастом физиологической потребности животных в нутриентах и энергии в ходе эксперимента производили коррекцию количественного состава рационов с частотой 1 раз в неделю.
Результаты. В данном исследовании у животных опытных групп с использованием технологии ДНК-микрочипов исследована экспрессия в печени в общей сложности 30 003 генов, из которых дифференциальная экспрессия на уровне llog2FCI >0,5 (в сторону как усиления, так и ослабления по сравнению с показателями для 1-й группы), вызванная потреблением экспериментальных диет во 2-й, 3-й и 4-й группах животных, установлена в общей сложности для 255 генов (0,85% от общего количества). Во 2-й группе выявлено 126 (49,4%) уникальных (свойственных только этой группе) генов из общего числа 255 дифференциально экспрессированных генов, в 3-й группе -46 (18%) генов, в 5-й группе- 57 (22,4%)генов. Выявлены метаболические пути, являющиеся мишенями патологических изменений при экспериментальной алиментарной дислипидемии.
Обсуждение. Во 2-й, 3-й и 4-й группах высокозначимыми были изменения в экспрессии генов обмена стероидов в печени, что указывает на универсальность данного механизма в развитии нарушений обмена при гиперлипидемии. Профиль дифференциальной экспрессии генов в 3-й группе, получавших фруктозу, показал достоверное изменение экспрессии генов метаболических путей, связанных с внутриклеточным катаболизмом белка (эндоцитоз, фагосомы, протеасомы, процессинг белка в эндоплазматическом ретикулуме), плотными и межклеточными контактами, молекулами адгезии, внутриклеточным транспортом РНК, что может отражать наблюда-
Материалы XVII Всероссийского конгресса с международным участием «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Лечебное, профилактическое и спортивное питание» (Москва, 29-31 октября 2018 г.)
емые при морфологическом исследовании признаков жировой дистрофии печени. В случае высокожирового и высокофруктозного рационов статистически достоверное снижение уровней экспрессии было выявлено для гена FDFT1, кодирующего фермент сквален-синтазу, который осуществляет начальный этап данного метаболического пути и отвечает за регуляцию уровня холестерина в клетках и плазме крови. Добавочная квота холестерина в рационе вызывала изменение уровней экспрессии ряда генов метаболических путей обмена глюкозы и гликогена.
Вывод. Таким образом, результаты полнотранскриптомного профилирования ткани печени самок крыс аутбред-ной линии Wistar показали изменения уровней экспрессии генов основных метаболических путей углеводного и липидного обмена, включая метаболизм глюкозы и гликогена, обмен стероидов, функционирование рибосом, фагосом, протеасом, пероксисом и молекул клеточной адгезии для всех трех несбалансированных типов рационов (высокожировой, высокоуглеводный, рацион с добавкой холестерина). Профили дифференциальной экспрессии генов были в значительной мере специфичными для отдельных экспериментальных рационов, что открывает определенные возможности в использовании данных биомаркеров при выявлении и контроле метаболических нарушений, вызванных различными алиментарными дисбалансами.
Работа проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований (тема ФАНО России № 0529-2015-0006 «Поиск новых молекулярных маркеров алиментарно-зависимых заболеваний: геномный и постгеномный анализ»).
Трушина Э.Н., Мустафина О.К., Тышко Н.В., Жминченко В.М., Пашорина В.А.
ОЦЕНКА АКТИВНОСТИ АПОПТОЗА ТИМОЦИТОВ КРЫС ЛИНИИ ВИСТАР МЕТОДОМ ПРОТОЧНОЙ ЦИТОФЛУОРИМЕТРИИ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Одним из перспективных направлений медико-биологических исследований при оценке безопасности пищевой продукции может служить определение количественных показателей, характеризующих активность апоптоза клеток в органах-мишенях. Однако остается малоизученным вопрос выбора оптимального срока онтогенетического развития экспериментальных животных для отбора образцов тканейпри проведении исследований.
Цель настоящей работы - оценка изменений активности апоптоза тимоцитов на разных этапах онтогенетического развития крыс.
Материал и методы. Эксперименты выполнены на клинически здоровых крысах линии Вистар, всего для получения материала было использовано 169 самок и 169 самцов. Отбор материала (тимуса) для исследований проводили у самцов и самок на 20-й, 22-й, 35-й, 50-й, 80-й, 110-й и 140-й дни онтогенеза. В течение эксперимента велись наблюдения за поедаемостью корма, массой тела и общим состоянием животных.
Суспензию тимоцитов получали с помощью автоматической системы для механической гомогенизации ткани «BD Medimachine» (Becton Dickenson and Company, США). Однократно отмывали клетки забуференным фосфатами 0,15 М раствором хлорида натрия, рН 7,2-7,4 (PBS) и готовили пробу с концентрацией клеток 1х106/см3. Окрашивание тимоцитов производили набором реактивов Annexin V-FITC/7-AADKit (IMMUNOTECH, Франция) с последующей детекцией на проточном цитофлуориметре FC-500 (Beckman Coulter, США). Результаты представлены в виде процентного соотношения неапоптозных клеток и тимоцитов, находящихся на разных стадиях апоптоза, на 100 тыс. просчитанных объектов в каждом образце.
Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ IBM SPSS Statistics Version 18. Результаты представлены в виде средних величин (М), стандартного отклонения (а) и стандартной ошибки средней величины (m). Оценка достоверности различий средних величин проведена с использованием f-критерия Стьюдента. Уровень значимости считали достоверным при р<0,05.
Результаты. Общее состояние крыс в течение всего эксперимента было удовлетворительным: по внешнему виду, качеству шерстного покрова, поведению и скорости роста самки и самцы всех групп соответствовали показателям, характерным для крыс линии Вистар. Еженедельный прирост массы тела крыс обеих группсоответствовал уровню прироста, свойственному животным данной линии.
Суммарная величина показателей, характеризующих степень апоптозатимоцитов (ранние проапоптотические изменения и поздние варианты клеточной гибели), крыс линии Вистар обоего пола изменялись волнообразно в зависимости от возраста: максимальные значения показателей отмечены на 20-й день онтогенеза (у самцов -6,93±0,89%, у самок - 8,57±0,75%) с последующим постепенным снижением до минимальных величин на 50-й день (у самцов - 1,35±0,08%, у самок - 1,17±0,07%), сравнительно плавным увеличением до умеренно высоких значений на 110-й день (у самцов - 5,02±0,10%, у самок - 5,56±0,43%)и значительным снижением к 140-му дню онтогенеза (у самцов - 0,93±0,05%, у самок - 1,09±0,26%).
Таким образом, при проведении медико-биологических исследований с изучением активности апоптоза клеток тимуса следует учитывать физиологические колебания данного показателя в зависимости от возраста крыс.
