Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск

Межлинейные различия мышей по температурной реакции на интраназальное введение наночастиц оксида платины

https://doi.org/10.18699/VJ15.058

Полный текст:

Аннотация

Одними из компонентов пыли с доказанными токсическими эффектами на дыхательную и кардиоваскулярную системы являются различные соединения тяжелых металлов. Известно, что при воздействии тяжелых металлов на дыхательную систему происходит понижение температуры тела животного, которое считается адаптивной реакцией, уменьшающей интенсивность проникновения токсиканта. Для изучения вклада растворимых и нерастворимых форм ксенобиотиков в развитие гипотермического ответа в данной работе проводили сравнение изменения температуры тела мышей в ответ на интраназальное введение коллоидного раствора наночастиц оксида платины (PtO-НЧ) и истинного раствора соли платины (K2[PtCl 4]). Значение генетической изменчивости было исследовано на 6 инбредных (BALB/cJ, C57BL/6J, AKR/OlaHsd, DBA/2JRccHsd, C3H/HeNHsd, SJL/J) и 2 аутбредных линиях (SCID и CD1) мышей. Наиболее выраженное снижение температуры в ответ на интраназальное введение ирританата продемонстрировали мыши линий BALB/cJ и SCID, при этом амплитуда падения температуры тела (Δtтела) в ответ на введение PtO-НЧ была больше, чем на K2[PtCl 4]. Механизм снижения температуры тела при интраназальном введении ксенобиотика определяли путем сравнения Δtтела для интраназального, внутривенного и перорального введения PtO-НЧ. Ни внутривенное, ни пероральное введение наночастиц не вызывало значимого изменения tтела животного, что вкупе с данными по динамике снижения температуры (max Δtтела ~ 80–100 мин) позволяет предположить опосредованный нервной системой механизм регуляции изменения tтела, который может реализоваться за счет активации афферентных волокон тройничного нерва. Корреляции данных по max Δtтела в ответ на интраназальное введение PtO-НЧ и ряда известных фенотических характеристик (phenome.jax.org) использованных нами линий подтверждают это предположение.

Об авторах

Д. В. Петровский
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


А. В. Ромащенко
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт вычислительной техники Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Россия


С. Ю. Троицкий
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Бореcкова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Россия


М. П. Мошкин
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


Список литературы

1. Мошкин М.П., Пельтек С.Е., Герлинская Л.А., Горячковская Т.Н., Концевая Г.В., Масленникова С.О., Попик В.В., Колчанов Н.А. Острая иммуно-физиологическая реакция мышей разных генотипов на поступление наночастиц SiO2 (Таркосил 25) в верхние дыхательные пути. Рос. нанотехнологии, 2011;6(9/10):47-54.

2. Aoki Y., Sato H., Nishimura N., Takahashi S., Itoh K., Yamamoto M. Accelerated DNA adduct formation in the lung of the Nrf2 knockout mouse exposed to diesel exhaust. Toxicol. Appl. Pharm. 2001;173(3):154-160.

3. Becerra L., Morris S., Bazes S., Gostic R., Sherman S., Gostic J., Pendse G., Moulton E., Scrivani S., Keith D., Chizh B., Borsook D. Trigeminal neuropathic pain alters responses in CNS circuits to mechanical (brush) and thermal (cold and heat) stimuli. J. Neurosci. 2006;26(42):10646-10657.

4. Brook R.D., Rajagopalan S., Pope C.A. 3rd, Brook J.R., Bhatnagar A., Diez-Roux A.V., Holguin F., Hong Y., Luepker R.V., Mittleman M.A., Peters A., Siscovick D., Smith S.C. Jr, Whitsel L., Kaufman J.D. Particulate matter air pollution and cardiovascular disease an update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010;121(21):2331-2378.

5. Bryant B.P., Moore P.A. Factors affecting the sensitivity of the lingual trigeminal nerve to acids. Am. J. Physiol.-Reg. Integr. Compar. Physiol. 1995;268(1):R58-R65.

6. Burnett R.T., Dales R., Krewski D., Vincent R., Dann T., Brook J.R. Associations between ambient particulate sulfate and admissions to Ontario hospitals for cardiac and respiratory diseases. Am. J. Epidemiol. 1995;142(1):15-22.

7. Campen M.J., Nolan J.P., Schladweiler M.C.J., Kodavanti U.P., Evansky P.A. Costa D.L., Watkinson W.P. Cardiovascular and thermoregulatory effects of inhaled PM-associated transition metals: a potential interaction between nickel and vanadium sulfate. Toxicol. Sci. 2001;64(2):243-252.

8. Diociaiuti M., Balduzzi M., De Berardis B., Cattani G., Stacchini G., Ziemacki G., Marconi A., Paoletti L. The two PM 2.5 (fine) and PM 2.5–10 (coarse) fractions: evidence of different biological activity. Environ. Res. 2001;86(3):254-262.

9. Dockery D.W., Pope C.A. Acute respiratory effects of particulate air pollution. Annu. Rev. Publ. Health. 1994;15(1):107-132.

10. Dreher K.L., Jaskot R.H., Lehmann J.R., Richards J.H., McGee J.K., Ghio A.J., Costa D.L. Soluble transition metals mediate residual oil fly ash induced acute lung injury. J. Toxicol. Environ. Health. 1997;50(3):285-305.

11. Dye J.A., Adler K.B., Richards J.H., Dreher K.L. Role of soluble metals in oil fly ash-induced airway epithelial injury and cytokine gene expression. Am. J. Physiol.-Lung Cell. Mol. Physiol. 1999;277(3): L498-L510.

12. Georgieva M., Andonovski B. Determination of platinum (IV) by UV spectrophotometry. Analyt. Bioanalyt. Chem. 2003;375(6):836-839.

13. Gordon C.J. Toxic-induced hypothermia and hypometabolism: Do they increase uncertainty in the extrapolation of toxicological data from experimental animals to humans? Neurosci. Biobehav. Rev. 1991;15(1):95-98.

14. Han J.Y., Takeshita K., Utsumi H. Noninvasive detection of hydroxyl radical generation in lung by diesel exhaust particles. Free Radical Biol. Med. 2001;30(5):516-525.

15. Hayama T. Thermoreceptive neurons in the dorsal portion of the trigeminal principal nucleus in rats. Neurosci. Lett. 2014;564:53-56.

16. Hayashi T., Cottam H.B., Chan M., Jin G., Tawatao R.I., Crain B., Ronacher L., Messer K., Carson D.A., Corr M. Mast cell-dependent anorexia and hypothermia induced by mucosal activation of Toll-like receptor 7. Am. J. Physiol.-Reg, Integr. Compar. Physiol. 2008;295(1):R123-R132.

17. Kodavanti U.P., Jackson M.C., Ledbetter A.D., Richards J.R., Gardner S.Y., Watkinson W.P., Campen M.J., Costa D.L. Lung injury from intratracheal and inhalation exposures to residual oil fly ash in a rat model of monocrotaline-induced pulmonary hypertension. J. Toxicol. Environ. Health. 1999;57(8):543-563.

18. Komai M., Bryant B.P. Acetazolamide specifically inhibits lingual trigeminal nerve responses to carbon dioxide. Brain Res. 1993;612(1): 122-129.

19. McCormick D.A., Bal T. Sensory gating mechanisms of the thalamus. Curr. Opin. Neurobiol. 1994;4(4):550-556.

20. Mills N.L., Törnqvist H., Robinson S.D., Gonzalez M., Darnley K., MacNee W., Boon N.A., Donaldson K., Blomberg A., Sandstrom T., Newby D.E. Diesel exhaust inhalation causes vascular dysfunction and impaired endogenous fibrinolysis. Circulation. 2005;112(25): 3930-3936.

21. Moldovan M., Palacios M.A., Gómez M.M., Morrison G., Rauch S., McLeod C., Ma R., Caroli S., Alimonti A., Petrucci F., Bocca B., Schramel P., Zischka M., Pettersson C., Wass U., Luna M., Saenz J.C., Santamaría J. Environmental risk of particulate and soluble platinum group elements released from gasoline and diesel engine catalytic converters. Sci. Total Environ. 2002;296(1): 199-208.

22. Morrison S.F., Nakamura K. Central neural pathways for thermoregulation. Frontiers Biosci. 2011;16:74.

23. Schins R.P., Polat D., Begerow J., Turfeld M., Becker A., Borm P.J. Platinum levels in nasal lavage fluid as a biomarker for traffic-related exposure and inflammation in children. Sci. Total Environ. 2004;334:447-455.

24. Schwartz J., Morris R. Air pollution and hospital admissions for cardiovascular disease in Detroit, Michigan. Am. J. Epidemiol. 1995; 142(1):23-35.

25. Ulfvarson U., Alexandersson R., Dahlqvist M., Ekholm U., Bergström B. Pulmonary function in workers exposed to diesel exhausts: the effect of control measures. Am. J. Ind. Med. 1991;19(3):283-289.

26. Upadhyay J., Knudsen J., Anderson J., Becerra L., Borsook D. Non-invasive mapping of human trigeminal brainstem pathways. Magn. Reson. Med. 2008;60(5):1037-1046.

27. Watkinson W.P., Campen M.J., Nolan J.P., Costa D.L. Cardiovascular and systemic responses to inhaled pollutants in rodents: effects of ozone and particulate matter. Environ. Health Persp. 2001; 109(4):539.

28. Xiao G.G., Wang M., Li N., Loo J.A., Nel A.E. Use of proteomics to demonstrate a hierarchical oxidative stress response to diesel exhaust particle chemicals in a macrophage cell line. J. Biol. Chem. 2003;278(50):50781-50790.

29. Zhu H., Fan J., Xu Q., Li H., Wang J., Gao P., Peng X. Imaging of lysosomal pH changes with a fluorescent sensor containing a novel lysosome-locating group. Chem. Commun. 2012;48(96): 11766-11768.


Просмотров: 184


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)