Effect of urokinase gene knockout on tissue levels of biogenic amines in mice with melanoma

The research aim was to study the dynamics of biogenic amines in the brain, tumor and intact skin of urokinase (uPA) gene knockout mice on day 21 of the B16/F10 melanoma growth.Material and methods. The study included male and female uPA gene knockout (-uPA, n = 38) and wild type mice (+uPA, n = 61). Melanoma was transplanted subcutaneously. Levels of biogenic amines were studied by ELISA in tissues obtained on day 21 of carcinogenesis.Results and discussion. Intact (-uPA) mice showed an increased total content of biogenic amines: in the skin - due to noradrenaline increase by 4.8 times in males and by 4.9 times in females, histamine - by 3.6 times in males and by 1.6 times (p < 0.05) in females, serotonin - by 3.4 times in males and by 8.3 times in females; in the brain - due to noradrenaline increase by 3.5 times in males and by 3.2 times in females, dopamine by 2.1 times in males and by 2.9 times in females, while histamine content decreased. Melanoma development in (-uPA) mice was characterized by: lower levels of adrenaline with high NA concentrations and an increase in the serotonin metabolism in the brain; higher histamine concentrations in the tumor and higher serotonin levels in the skin; similar to (+uPA) mice levels of adrenaline (males) and noradrenaline in the tumor and higher levels of adrenaline in the tumor and histamine in the skin in (-uPA) females.Conclusions. The uPA gene knockout limits the development of stress at the central regulatory level due to lower levels of A together with increasing serotoninergic mediation in the brain, as well as modulates the immune antitumor response due to higher levels of histamine in the tumor and 5 serotonin in the skin, as a result of lower monoamine oxidase activity, in mice with B16/F10 melanoma

EFFECT OF UROKINASE GENE-KNOCKOUT ON GROWTH OF MELANOMA IN EXPERIMENT

The purpose of the study was to reveal special features of the В16/F10 melanoma growth in urokinase (uPA) gene knockout mice with and without chronic neurogenic pain (CNP). Material and methods. The study included male and female С57ВL/6 mice (n = 102) and C57BL/6-Plautm1.1BugThisPlauGFDhu/GFDhu mice with uPA gene knockout  (n = 48). Mice of the main subgroups underwent subcutaneous transplantation of В16/F10 melanoma 2 weeks after bilateral ligation of sciatic nerves (CNP model); mice of the same strain with standard melanoma transplantation served as controls. Results and discussion. Survival of uPA gene knockout mice did not differ from that of normal animals – 1.5 times higher in females than in males (p < 0.05), with melanoma onset in gene-deficient mice a week earlier. The dynamics of tumor growth had pronounced gender differences: in females, the tumor did not grow and its maximal volume prior to death was 1.0 cm3, while tumors in males were characterized by an active growth with two peaks of volume increase (weeks 2 and 4). Melanoma was weakly metastatic – solitary metastases to the lungs (in females) or no metastases, but pulmonary and heart hemorrhages were noted (in males). CNP decreased the survival of uPA gene knockout females, as well as of normal animals, but did not influence the survival of males; primary tumors in genedeficient mice appeared a few days later than in controls but their growth was more intense, with diminished gender differences. Increased metastasis was manifested by the initiation of metastatic lesions to the lungs and liver in males, with maintained pulmonary hemorrhages, and by increased number of metastatic foci in the lungs together with the appearance of pulmonary hemorrhages in females. Conclusions. The influence of uPA gene knockout on the course of В16/F10 melanoma differs in male and female mice. CNP enhances malignant tumor growth, diminishing gender differences, and activates melanoma metastasis

Редокс формы глутатиона при злокачественном поражении желудка разной степени агрессивности

Aim. To study the levels of reduced and oxidized glutathione (GSH and GSSG, respectively), as well as the thiol status in gastric cancer (GC) tumors of various histological types and grades.Materials and methods. The indicators were determined by ELISA methods in tumor, peritumoral and visually intact tissues obtained during surgery from 52 patients with GC: 18 patients had a G1-2 adenocarcinoma (AC), 8 with G3 AC, 6 with signet ring cell cancer (SRCC), 14 with combined gastric lesions (CGL) – AC with signet ring cell fragments, 6 with patients with a component of undifferentiated cancer, G4.Results. In the groups of patients with low-differentiated and undifferentiated tumors, the GSH content in the tumor tissue and the peritumoral zone was higher than in the group of patients with well- and moderately-differentiated tumors. Tumor GSH levels in G3 AC and SRCC exceeded the values in visually intact tissues. Moreover, in the visually intact tissue of patients with SRCC, GSH level was reduced relative to G1-2 AC and CGL. GSH in all tissues of patients with CGL was higher than in patients with G1-2 AC. The lowest level of GSSG in the tumor tissue was registered in SRCC: 27.5% lower than in G1-2 AC and 30.3% lower than in G3 AC. Patients with undifferentiated tumors (G4 AC) had the highest GSH content in all studied tissues: by 29.9% in tumor; by 40.7% in peritumoral zone; and in visually intact tissue not only GSH, but also GSSG was increased by 22.5–25.5% in comparison with AC G1-2. G4 AC was also characterized by a sharp increase in the thiol status in tumor tissues by 80.2 and 89.9% higher than in visually intact and peritumoral tissues, and it was statistically higher than in AC G1-2, AC G3, SRCC and CGL. The ratio of GSH and GSSG was the most informative.Conclusion. Poor AC differentiation (in the row G1-2, G3, G4) and a change of histological tumor type (AC, SPL and SRCC), i.e. an increase in tumor aggressiveness, were accompanied by the enhancement of reductive processes in tumor tissue, as evidenced by the statistically significant increase in the GSH/GSSG coefficient and a sharp increase in the thiol status in G4 AC.Цель. Изучить уровень восстановленного и окисленного глутатиона (GSH и GSSG соответственно), а также тиоловый статус в опухолях рака желудка (РЖ) различных гистологических типов и разной степени дифференцировки.Материалы и методы. Показатели определены методами иммуноферментного анализа в образцах опухоли, перитуморальной зоны и визуально интактной ткани. Образцы получены во время операции у 52 больных РЖ, в том числе у 18 – с аденокарциномой (АК) G1-2, 8 – с АК G3, 6 – с перстневидноклеточным раком (ПКР), 14 – с сочетанным поражением желудка (СПЖ) и 6 – с компонентом недифференцированного рака G4.Результаты. В группах больных с низкодифференцированными и недифференцированными опухолями содержание GSH в ткани опухоли и перифокальной зоны было выше, чем в группе больных с высоко- и умеренно дифференцированными опухолями. При АК G3 и ПКР уровень GSH в опухолевой ткани значимо превышал уровень в визуально интактной ткани. При этом в визуально интактной ткани больных ПКР содержание GSH было ниже, чем при АК G1-2 и СПЖ. При СПЖ уровень GSH во всех тканях был выше, чем при АК G1-2.Наиболее низкий уровень GSSG в ткани опухоли отмечен при ПКР: на 27,5% ниже, чем при АК G1-2, и на 30,3% относительно АК G3. При АК G4 наблюдалось самое высокое содержание GSH во всех исследованных тканях: в опухоли – на 29,9%, в перифокальной зоне – на 40,7%, а в визуально интактной ткани не только GSH, но и GSSG на 22,5–25,5% по сравнению со значениями у больных АК G1-2. Для G4 также характерен высокий уровень тиолового статуса в ткани опухоли – на 80,2 и 89,9%  выше, чем в визуально интактной ткани и перитуморальной зоне, и он был значимо  выше (на 68–96%), чем при АК G1-2, АК G3, ПКР и СПЖ. Наиболее информативным оказалось соотношение восстановленной и окисленной форм глутатиона.Заключение. При снижении дифференцировки АК (в ряду G1-2, G3, G4) и изменении гистологического типа опухоли (АК, СПЖ и ПКР), т.е. при увеличении агрессивности неоплазмы, происходит усиление восстановительных процессов в опухолевой ткани, о чем свидетельствует статистически значимо более высокий коэффициент GSH/GSSG и уровень тиолового статуса в случае АК G4

ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОЙ НЕЙРОГЕННОЙ БОЛИ НА ЛОКАЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПОЛОВЫХ ГОРМОНОВ И РЕЦЕПТОРОВ В КОЖЕ, ОПУХОЛИ И ПЕРИФОКАЛЬНОЙ ЗОНЕ У САМЦОВ С ПЕРЕВИВНОЙ МЕЛАНОМОЙ В16/F10

Local synthesis and metabolism of sex hormones allow the skin to regulate autonomously both nociceptive reactions and proliferative processes in various pathologies. The purpose of the study was to reveal the influence of chronic neurogenic pain on the balance of sex hormones in the skin, tumor and perifocal area in male mice in the dynamics of В16/F10 melanoma growth. Material and methods. The study included С57ВL/6 male mice. Animals were divided into the main group – animals with В16/F10 melanoma transplanted after the development of chronic neurogenic pain (n=25), comparison group (n=27) – animals with standard tumor transplantation, controls – males with chronic neurogenic pain (n=8), and intact mice (n=8). Levels of estradiol (E2), estrone (E1), testosterone (T), progesterone (P4) (CUSABIO, China), estrogen receptors – ERα, ERβ (Сloud-Clone Corp. USA, China), progesterone (RP4) and androgens (RA) (CUSABIO, China) were determined in 10 % homogenates of skin, tumor and perifocal tissues 1, 2 and 3 weeks after В16/F10 melanoma transplantation using standard ELISA test systems adapted for experimental animals. Results. Chronic neurogenic pain causes an imbalance of sex steroids with marked hyperestrogenism. The imbalance is achieved by increased content of estradiol and receptors of estrogen, increased concentration of progesterone with inhibition of its receptor apparatus, as well as reduced levels of testosterone with increased concentration of androgen receptors. Melanoma in animals with chronic neurogenic pain grows and develops in a target organ with an altered steroid balance, which leads to changes in the tumor characteristics. Chronic neurogenic pain and B16/F10 melanoma has a unidirectional effect on the local hormonal status of the skin.Локальный синтез и метаболизм половых гормонов позволяют коже осуществлять автономную регуляцию как ноцицептивных реакций, так и пролиферативных процессов при различных патологических состояниях. Целью исследования явилось изучение влияния хронической нейрогенной боли на баланс половых гормонов и их рецепторов в коже, опухоли и перифокальной зоне у самцов мышей в динамике роста меланомы В16/F10. Материал и методы. В эксперименте использовались самцы мышей линии С57ВL/6. Основную группу составили животные, у которых меланома В16/F10 перевивалась после развития хронической нейрогенной боли (n=25), группу сравнения (n=27) – животные со стандартной перевивкой опухоли, контроль – самцы с хронической нейрогенной болью (n=8), а также интактные мыши (n=8). Через 1, 2 и 3 нед после перевивки меланомы В16/F10 в 10 % гомогенатах кожи, опухоли и перифокальной зоне с помощью стандартных тест-систем ИФА, адаптированных для экспериментальных животных, определяли уровень эстрадиола (Е2), эстрона (Е1), тестостерона (Т), прогестерона (Р4) (CUSABIO, Китай), рецепторов эстрогенов – ERα, ERβ (Сloud-Clone Corp. США, Китай), прогестерона (RP4) и андрогенов (RA) (CUSABIO, Китай). Результаты. Хроническая нейрогенная боль вызывает дисбаланс половых стероидов с выраженной гиперэстрогенией. Нарушение равновесия осуществляется за счет роста содержания эстрадиола и эстрогеновых рецепторов, повышения концентрации прогестерона с угнетением его рецепторного аппарата, а также снижением уровня тестостерона на фоне повышения концентрации рецепторов андрогенов. Рост и развитие меланомы у животных с хронической нейрогенной болью осуществляется в орган-мишень с измененным стероидным балансом, что приводит к изменениям характеристики опухоли. Хроническая нейрогенная боль оказывает однонаправленное с меланомой В16/F10 влияние на локальный гормональный статус кожи. 

Влияние варианта развития меланомы B16/F10 на содержание цитохрома С в митохондриях различных органов самок мышей

Introduction. Cytochrome C in mitochondria transfers electrons from complex III to complex IV, and it is a signaling molecule in the apoptosis realization.The objective was to evaluate the level of cytochrome C in cell mitochondria in various organs of female mice with standard and stimulated growth of experimental B16/F10 melanoma.Methods and materials. The experiment was performed on female C57BL/6 mice (n=168). The groups were: intact animals (n=21); controls with a model of chronic neurogenic pain (CNP) (n = 21); group M — standard B16/F10 melanoma transplantation (n=63), group CNP + M — B16/F10 melanoma transplantation 3 weeks after CNP model creation (n=63). The level of cytochrome C (ng / mg protein) were measured by ELISA (Bioscience, Austria). Statistical analysis of results was performed using the «Statistica 10.0» program.Results. After 1 week of standard melanoma growth, an increase in the level of cytochrome C by 2.7 and 1.7 times was detected in mitochondria of the brain and liver; by the 3rd week, it decreased in the liver and skin by 1.7 times. In melanoma mitochondria, the level of cytochrome C was lower than in the skin of intact animals: by 2.5 times after week 1, by 4.5 times after week 2, and by 4.6 times after week 3. After 1 week of stimulated melanoma growth, the level of cytochrome C decreased compared control values: by 2.2 times in the brain, by 1.9 times in the liver, by 1.4 times in the skin; by week 3, it decreased by 4.8 times in mitochondria of the brain, by 4.7 times — in the liver, by 2.3 times — in the heart, by 1.9 times — in the skin. In melanoma mitochondria, the level of cytochrome C was lower than in the skin of intact animals: by 15.3 times after week 1, by 10.3 times after week 2, and by 8.8 times after week 3.Conclusion. Low level of cytochrome C were found in melanoma mitochondria in standard and stimulated tumor growth. The data can be used in the experiment and in clinic for using exogenous cytochrome C as an agent slowing down the malignant process.Введение. Цитохром С в митохондриях переносит электроны от III к IV комплексу и является сигнальной молекулой в реализации апоптоза.Цель — изучить уровень цитохрома С в митохондриях клеток различных органов мышей-самок при стандартном и стимулированном росте экспериментальной меланомы B16/F10.Методы и материалы. В эксперименте использовали мышей-самок линии C57BL/6 (n=168). Группы: интактная (n = 21); контрольная — модель хронической нейрогенной боли (ХНБ) (n=21); группа М — стандартная трансплантация меланомы B16/F10 (n=63); группа ХНБ + М — трансплантация меланомы B16/F10 через 3 недели после создания модели ХНБ (n=63). Методом иммуноферментного анализа определяли уровень цитохрома С (нг/мг белка) (Bioscience, Austria). Статистический анализ результатов выполнен с помощью программы «Statistica 10.0».Результаты. Через 1 неделю стандартного роста меланомы выявили повышение уровня цитохрома С в митохондриях мозга и печени в 2,7 и 1,7 раза, к 3-й неделе роста — снижение в печени и кожи в 1,7 раза. В митохондриях меланомы уровень цитохрома С был ниже интакных величин кожи: через 1 неделю — в 2,5 раза, 2 недели — в 4,5 раза, 3 недели — в 4,6 раза. Через 1 неделю стимулированного роста меланомы уровень цитохрома С снизился относительно контрольных величин: в мозге — в 2,2 раза, печени — в 1,9 раза, кожи — в 1,4 раза, к 3-й неделе в митохондриях мозга — в 4,8 раза, печени — в 4,7 раза, сердца — в 2,3 раза, кожи — в 1,9 раза. В митохондриях меланомы содержание цитохрома С было ниже значений в контрольной коже: через 1 неделю — в 15,3 раза, 2 недели — в 10,3 раза, 3 недели — в 8,8 раза.Заключение. Установлено низкое содержание уровня цитохрома С в митохондриях меланомы при стандартном и стимулированном росте опухоли. Полученные данные возможно использовать в эксперименте и клинике по применению экзогенного цитохрома С как агента, способствующего замедлению злокачественного процесса

ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОЙ НЕЙРОГЕННОЙ БОЛИ НА ДИНАМИКУ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ nO-СИСТЕМЫ В ПРОЦЕССЕ РОСТА МЕЛАНОМЫ B16/F10 У САМЦОВ МЫШЕЙ

Since B16/F10 melanoma demonstrated gender differences in its growth in the presence of chronic neuropathic pain (cnp) and changes in the system of proangiogenic growth factors, the aim of the study was to analyze levels of components of the no-system in male mice during the growth of transplantable B16/F10 melanoma in the presence of cnp.Material and Methods. 66 male mice С57Вl/6 were used in the experiment. A model of subcutaneous growth of B16/F10 melanoma (during 3 weeks) was created in the cnp presence (sciatic nerve ligation). Concentrations of nos-2, nos-3, l-arginine, citrulline, total nitrite, nitrotyrosine and adma were determined by elisa in intact and tumor tissues.Results. A significant increase in levels of no-synthases was revealed in the skin and tumor tissues in the tumor growth with cnp from week 1, as well as a decrease in the level of total nitrite in the skin, multidirectional dynamics of adma and arginine levels, a steadily increased level of citrulline in the skin and tumor in the dynamics of tumor growth with cnp.Conclusions. Male mice with B16 melanoma growing in the presence of cnp demonstrated a more active functioning of the no-system already from week 1, compared to standard tumor growth, which might result in a greater rate of growth of melanoma with cnp. Significantly higher skin and tumor levels of citrulline in males were a distinctive feature, in contrast to melanoma with standard growth, which could be the result of inhibition of arginine synthesis and formation of a tumor auxotrophic for arginine.В связи с выявлением половых различий в росте меланомы B16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли (ХрБ) и изменением системы проангиогенных факторов роста цель исследования состояла в изучении уровня компонентов nO-системы у самцов мышей в процессе роста перевивной меланомы B16/F10 на фоне ХрБ.Материал и методы. В эксперименте использовали 66 самцов мышей линии С57Вl/6. Создавали модель подкожного роста меланомы В16/F10 (в течение 3 нед) на фоне состояния ХрБ (перевязка седалищных нервов). В не пораженной опухолью коже и в ткани меланомы определяли концентрации nOs-2, nOs-3, l-аргинина, цитруллина, общего нитрита, нитротирозина и АДМА методом иФА.Результаты. В коже и в ткани опухоли выявлен значительно повышенный уровень nO-синтаз с 1-й нед роста опухоли на фоне ХрБ, сниженный уровень общего нитрита в коже, разнонаправленная динамика уровня АДМА и аргинина, стабильно повышенный уровень цитруллина в коже и в опухоли в динамике роста опухоли на фоне ХрБ.Заключение. У самцов мышей при росте меланомы В16 на фоне ХрБ уже с 1-й нед выявлено более активное функционирование nO-системы, чем при стандартном росте опухоли, что может обусловливать бóльшую скорость роста меланомы при ХрБ. Отличительной особенностью был значительно более высокий уровень цитруллина в коже и опухоли у самцов, в отличие от меланомы при стандартном росте, что может быть результатом ингибирования синтеза аргинина и формирования опухоли, ауксотрофной по аргинину