НОВАЯ ЛИНИЯ МУТАНТНЫХ МЫШЕЙ С ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ОДНОМУ ИЗ ДВУХ ПРОТОКОЛОВ СЕПТИЧЕСКОГО ШОКА

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Более 40 лет назад было описано, что воздействие этилнитрозомочевины оказывает мощный мутагенный эффект на половые клетки млекопитающих. Этот химический мутаген приводит к появлению случайных точечных мутаций в ДНК гамет, что позволило использовать его для исследований генетики механизмов различных патологических и физиологических состояний на модельных организмах. В нашей работе после полногеномного мутагенеза этилнитрозомочевиной мышей линии С3Н в поколении F3 отбирали особей, показавших устойчивость к острой летальной гепатотоксичности, вызванной комбинацией липополисахарида (ЛПС) E. coli и Д-галактозамина (Д-гал). Известно, что облигатным медиатором этой патологии является фактор некроза опухоли (TNF). Воздействие Д-галактозамина повышает чувствительность гепатоцитов к действию TNF, что приводит к их некрозу и/или апоптозу. После двойного ЛПС/Д-гал-скрининга поколения F3 было выявлено несколько особей, устойчивых к воздействию ЛПС и Д-гал-гепатотоксичности, которые стали основателями «мутантных» семейств. С помощью аутбридинга на линию мышей C57BL6 с последующим возвратным скрещиванием последовательно были получены поколения F5 и F7. В поколении F5 было выявлено одно семейство мутантных животных, у которого устойчивость к комбинации ЛПС и Д-гал сочеталась с чувствительностью к комбинации TNF и Д-галактозамина, причем этот фенотип проявлял приблизительно менделевское расщепление, соответствующее гипотезе о рецессивной мутации. Этот факт подтверждался чувствительностью гетерозиготных поколений (F4 и F6) к летальной гепатотоксичности. Первичные макрофаги костного мозга, полученные из половины мутантных мышей с таким фенотипом, характеризовались значительно сниженными уровнями индуцированного TNF в ответ на стимуляцию ЛПС in vitro. С другой стороны, уровень TNF в сыворотке крови через 1 час после введения мышам нелетальной дозы ЛПС не отличался у мышей мутантного семейства и мышей дикого типа. Эти результаты могут быть объяснены рецессивной мутацией в одном из генов, кодирующих компоненты сигнальной цепочки врожденного иммунитета, затрагивающей TLR4 каскад, включая в себя белки, связанные с переносом ЛПС, адаптерные молекулы, компоненты киназных сигнальных каскадов и транскрипционные факторы, в ферментах, участвующих в регуляции TLR4 каскада, таких как компоненты убиквитинового цикла, либо в регуляторной последовательности генома, контролирующей экспрессию одного из этих генов, включая ген tnf.

Об авторах

И. В. Астраханцева

Научно-технологический университет «Сириус»;
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»

Email: fake@neicon.ru
Астраханцева И.В. – к.б.н., старший научный сотрудник Россия

Л. С. Гладкова

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»

Email: fake@neicon.ru
Гладкова Л.С. – лаборант Института биологии и биомедицины Россия

Е. А. Василенко

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»

Email: fake@neicon.ru
Василенко Е.А. – преподаватель Института биологии и биомедицины Россия

В. С. Тарабыкин

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»;
Институт клеточной биологии и нейробиологии, Медицинский факультет Шарите

Email: fake@neicon.ru

Тарабыкин В.С. – д.б.н., профессор, заведующий лабораторией генетики развития мозга

директор

Россия

М. С. Друцкая

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук

Email: fake@neicon.ru
Друцкая М.С. – к.б.н., ведущий научный сотрудник Россия

С. А. Недоспасов

Научно-технологический университет «Сириус»;
ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук;
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sergei.nedospasov@gmail.com

Недоспасов Сергей Артурович – д.б.н., академик РАН, профессор, заведующий лабораторией молекулярных механизмов иммунитета

заведующий кафедрой иммунологии биологического факультета

руководитель направления

119991, Москва, ул. Вавилова, 32. Тел.: 8 (499) 135-23-11

Россия

Список литературы

  1. Астраханцева И.В., Василенко Е.А., Бабаев А.А., Губернаторова Е.О., Горшкова Е.А., Друцкая М.С., Круть В.Г., Тарабыкин В.С., Недоспасов С.А. Поиск генов, связанных с развитием септического шока, методами прямой генетики // Российский иммунологический журнал, 2018. Т. 12, № 4. С. 55-61.
  2. Борисова Е.В., Епифанова Е.А., Тутукова С.А., Белоусова И.И., Жидкова Н.М., Русанова А.М., Салина В.А., Туровский Е.А., Туровская М.В., Tarabykin V.S., Бабаев А.А. Идентификация новых генетических мутаций, контролирующих пороки развития коры головного мозга, вызванных посредством ENUиндуцированного мутагенеза у мышей // Современные технологии в медицине, 2018. Т. 10, № 3. С. 70- 77.
  3. Корнеев К.В. Мышиные модели сепсиса и септического шока // Молекулярная биология, 2019. Т. 53, № 5. С. 1-16.
  4. Beutler B., Kruys V. Lipopolysaccharide signal transduction, regulation of tumor necrosis factor biosynthesis, and signaling by tumor necrosis factor itself. J. Cardiovasc. Pharmacol., 1995, Vol. 25, Suppl. 2, pp. 1-8.
  5. Beutler B., Milsark I.W., Cerami A.C. Passive immunization against cachectin/tumor necrosis factor protects mice from lethal effect of endotoxin. Science, 1985, Vol. 229, no. 4716, pp. 869-871.
  6. Bull K.R., Rimmer A.J., Siggs O.M., Miosge L.A., Roots C.M., Enders A. Unlocking the bottleneck in forward genetics using whole-genome sequencing and identity by descent to isolate causative mutations. PLoS Genet., 2013, Vol. 9, no. 1, e1003219. doi: 10.1371/journal.pgen.1003219.
  7. Caignard G., Eva M.M., van Bruggen R., Eveleigh R., Bourque G., Malo D., Gros P., Vidal S.M. Mouse ENU mutagenesis to understand immunity to infection: methods, selected examples, and perspectives. Genes (Basel), 2014, Vol. 29, 5, no. 4, pp. 887-925.
  8. Cashman S., Lampe K., Sheridan R., Hoebe K. An ENU mutagenesis approach to dissect “self ”-induced immune responses: Unraveling the genetic footprint of immunosurveillance. Oncoimmunology, 2012, Vol. 1, 1, no. 6, pp. 856-862.
  9. Cavaillon J.-M. Exotoxins and endotoxins: Inducers of inflammatory cytokines. Toxicon., 2018, Vol. 149, pp. 45-53.
  10. Erickson R.P., Mitchison N.A. The low frequency of recessive disease: insights from ENU mutagenesis, severity of disease phenotype, GWAS associations, and demography: an analytical review. J. Appl. Genet., 2014, Vol. 55, no. 3, pp. 319-327.
  11. Freudenberg M.A., Keppler D., Galanos C. Requirement for lipopolysaccharide-responsive macrophages in galactosamine-induced sensitization to endotoxin. Infect. Immun., 1986, Vol. 51, no. 3, pp. 891-895.
  12. Galanos C., Freudenberg M.A. Mechanisms of endotoxin shock and endotoxin hypersensitivity. Immunobiology., 1993, Vol. 187, no. 3-5, pp. 346-356.
  13. Kinoshita M., Miyazaki H., Nakashima H., Nakashima M., Nishikawa M., Ishikiriyama T. In vivo lipopolysaccharide tolerance recruits CD11b+ macrophages to the liver with enhanced bactericidal activity and low tumor necrosis factor-releasing capability, resulting in drastic resistance to lethal septicemia. J. Innate. Immun., 2017, Vol. 9, no. 5, pp. 493-510.
  14. Kuhla A., Eipel C., Siebert N., Abshagen K., Menger M.D., Vollmar B. Hepatocellular apoptosis is mediated by TNFalpha-dependent Fas/FasLigand cytotoxicity in a murine model of acute liver failure. Apoptosis., 2008, Vol. 13, no. 12, pp. 1427-38.
  15. Luan H.H., Wang A., Hilliard B.K., Carvalho F., Rosen C.E., Ahasic A.M., Herzog E.L., Kang I., Pisani M.A., Yu S., Zhang C., Ring A.M., Young L.H., Medzhitov R. GDF15 is an inflammation-induced central mediator of tissue tolerance. Cell, 2019, Vol. 178, no. 5, pp. 1231-1244.e11.
  16. Poltorak A., He X., Smirnova I., Liu M.-Y., van Huffel C., Du X., Birdwell D., Alejos E., Silva M., Galanos C., Freudenberg M., Ricciardi-Castagnoli P., Layton B., Beutler B. Defective LPS signaling in C3H/HeJ and C57BL/10ScCr mice: mutations in Tlr4 gene. Science, 1998, Vol. 282, no. 5396, pp. 2085-2088.
  17. Rietschel E.T., Kirikae T., Schade F.U., Mamat U., Schmidt G., Loppnow H., et al. Bacterial endotoxin: molecular relationships of structure to activity and function. FASEB J., 1994, Vol. 8, no. 2, pp. 217-225.
  18. Shakhov A.N., Collart M.A., Vassalli P., Nedospasov S.A., Jongeneel C.V. Kappa B-type enhancers are involved in lipopolysaccharide-mediated transcriptional activation of the tumor necrosis factor alpha gene in primary macrophages. J. Exp. Med., 1990, Vol. 171, no. 1, pp. 35-47.
  19. Stottmann R., Beier D. ENU mutagenesis in the mouse. Curr. Protoc. Hum. Genet., 2014, Vol. 82, 15.4.1-10. doi: 10.1002/0471142905.hg1504s82.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Астраханцева И.В., Гладкова Л.С., Василенко Е.А., Тарабыкин В.С., Друцкая М.С., Недоспасов С.А., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах