Нами було показано зниження рівня експресії гена, залученого до синтезу колагену Col2a1 у крові та тканинах стравоходу за умов лужного опіку стравоходу 2 ступеня (ЛОС 2). При введенні меланіну підвищувався рівень експресії гена Col2a1 у крові та тканинах стравоходу порівняно з показниками при ЛОС 2. У ході гістологічного дослідження нами було визначено інтенсивність депонування колагенових волокон, а також виміряно індекс стенозу стравоходу та оцінено вплив меланіну на дані процеси, а саме: менш виражене утворення колагенових волокон в ушкоджених тканинах стравоходу. Було виявлено, що при ЛОС 2 у сироватці крові та слизовій оболонці стравоходу підвищувався вміст прозапального цитокіну IЛ-6 та знижувався рівень протизапального цитокіну ІЛ-10. При застосуванні меланіну відзначалася нормалізація вмісту цитокінів порівняно з показниками при ЛОС 2, що вказує на протизапальні та антифіброзні властивості цієї речовини та свідчить про перспективність використання меланіну як речовини, що сприяє загоєнню хімічного опіку стравоходу без утворення патологічного рубця.
РЕЗЮМЕ. Нами было показано понижение уровня экспрессии гена, вовлеченного в синтез коллагена Col2a1 в крови и слизистой оболочке пищевода в условиях щелочного ожога пищевода 2 степени (ЩОП 2). При введении меланина повышался уровень экспрессии гена Col2a1 в крови и тканях пищевода по сравнению с показателями при ЩОП 2. В ходе гистологического исследования нами были определены интенсивность депонирования коллагеновых волокон, а также измерен индекс стенозу пищевода и оценено влияние меланина на процессы заживления, а именно: менее выраженное образование коллагеновых волокон в поврежденных тканях пищевода. Было обнаружено, что при ЩОП 2 в сыворотке крови и слизистой оболочке пищевода повышалось содержание провоспалительного цитокина ИЛ-6 и понижался уровень противовоспалительного цитокина ИЛ-10. При применении меланина отмечалась нормализация содержания цитокинов по сравнению с показателями при ЩОП 2, что указывает на противовоспалительные и анти-фиброзные свойства этого вещества и указывает на перспективность использования меланина как вещества, которое способствует заживлению химического ожога пищевода без образования патологического рубца.
Ключові слова: лужний опік стравоходу, фіброз, експресія генів Col2a1, цитокіни, меланін
щелочной ожог пищевода, фиброз, экспрессия гена Col2a1, цитокины, меланин
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
1. Digtyar, V.A, Barsuk, O.M., Kaminska, M.O., Glad-kyi, O.P., and Galagan, A.A., Treatment of chemical burns of the esophagus in children, Paediatr. Surg., 2017, vol. 3 (56), no. 3, pp. 54–56. https://doi.org/10.1016/j.legalmed.2013.10.00210.15574/PS.2017.56.54
2. Dash, S., Bhojani, J., and Sharma, S., A rare case of anal and perianal chemical burn in a child due to potassium permanganate crystals drug, Saf. Case Rep., 2018, vol. 5, pp. 10–15.https://doi.org/10.1016/j.legalmed.2013.10.002:10.1007/s40800-018-0072-5
3. Nakajima, Y., Nakano, Y., Fuwano, S., Hayashi, N., Hiratoko, Y., Kinoshita, A., Miyahara, M., Mochizuki, T., Nishino, K., Tsuruhara, Y., Yokokawa, Y., Iuchi, T., Kon, Y., Mukai, K., Kitayama, Y., Murakado, N., Okuwa, M., and Nakatani, T., Effects of three types of Japanese honey on full-thickness wound in mice, Evid.-Based Complement. Altern. Med., 2013, vol. 2013, p. 504 537.https://doi.org/10.1155/2013/504537
4. Neub, A., Houdek, P., Ohnemus, U., Moll, I., and Brandner, J.M., Biphasic regulation of AP-1 subunits during human epidermal wound healing, J. Invest. Dermatol., 2007, vol. 127, no. 10, pp. 2453–2462.
5. Al-Waili, N.S., Salom, K., and Al-Ghamdi, A.A., Honey for wound healing, ulcers, and burns; data supporting its use in clinical practice, Sci. World J., 2011, vol. 11, pp. 766–787.https://doi.org/10.1100/tsw.2011.78 https://doi.org/10.1016/j.legalmed.2013.10.002
6. Nayak, B.S. and Pinto Pereira, L.M., Catharanthus roseus flower extract has wound-healing activity in Sprague Dawley rats, BMC Compl. Altern. Med., 2006, vol. 6, p. 41. https://doi.org/10.1186/1472-6882-6-41
7. Rawat, S. and Gupta, A., Development and study of wound healing activity of an ayurvedic formulation, Asian J. Pharmac. Sci., 2011, vol. 1, no. 1, pp. 26–28.
8. Reinke, J.M. and Sorg, H., Wound repair and regeneration, Eur. Surg. Res., 2012, vol. 49, pp. 35–43. https://doi.org/10.1159/000339613
9. Werner, S., Krieg, T., and Smola, H., Keratinocyte-fibroblast interactions in wound healing, J. Invest. Dermatol., 2007, vol. 127, pp. 998–1008. https://doi.org/10.1038/sj.jid.5700786
10. Zhou, L., Xiao, X., Li, S., Jia, X., Wang, P., Sun, W., Zhang, F., Li, J., Li, T., and Zhang, Q., Phenotypic characterization of patients with early-onset high myopia due to mutations in COL2A1 or COL11A1: why not Stickler syndrome?, Mol. Vis., 2018, vol. 24, pp. 560–573. PMID: 30181686
11. Dikaiakou, E., Vlachopapadopoulou, E.A., and Manolakos, E., Identification of an autosomal dominant mutation in the COL2A1 gene leading to spondyloepiphyseal dysplasia congenita in a Greek family, Mol. Syndromol., 2019, vol. 9, no. 5, pp. 241–246. https://doi.org/10.1159/000492190
12. Abaev, Yu.K., The biology of healing acute and chronic wounds, Med. News, 2003, vol. 6, pp. 3–10.
13. Widgerow, A.D., Cellular/extracellular matrix cross talk in scar evolution and control, Wound Repair Regen., 2011, vol. 19, no. 2, pp. 117–133. https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2010.00662.x
14. Salih, E., Afaf, K., and Mohamed Anwar, K., Pharmacological properties of melanin and its function in health, Basic Clin. Pharmacol. Toxicol., 2017, vol. 120, no. 6, pp. 515–522. https://doi.org/10.1111/bcpt.12748
15. Kunwar, A., Adhikary, B., Jayakumar, S., and Barik, A., Melanin, a promising radioprotector: mechanisms of actions in a mice model, Toxicol. Appl. Pharmacol., 2012, vol. 264, pp. 202–211. https://doi.org/10.1016/j.taap.2012.08.002
16. Brenner, M. and Hearling, V.G., The protective role of melanin against UV damage in human skin, Photochem. Photobiol., 2008, vol. 84, no. 3, pp. 539–549. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.2007.00226.x
17. Zeng-Yu, Y. and Jian-Hua, Q., Comparison of antioxidant activities of melanin fractions from chestnut shell, Molecules, 2016, vol. 21, p. 487. https://doi.org/10.3390/molecules21040487
18. Keypour, S., Riahi, H., Moradali, M., and Rafati, H., Investigation of the antibacterial activity of a chloroform extract of Ling Zhi or Reishi medicinal mushroom, Ganoderma lucidum (W. Curt.: Fr.) P. Karst. (Aphyllophoromycetideae), from Iran, Int. J. Med. Mushrooms, 2008, vol. 10, no. 4, pp. 345–349. https://doi.org/10.1615/IntJMedMushr.v10.i4.70
19. Racca, S., Spaccamiglio, A., Esculapio, P., Abba-dessa, G., Cangemi, L., DiCarlo, F., et al., Effects of swim stress and alpha-MSH acute pre-treatment on brain 5-HT transporter and corticosterone receptor, Pharmacol. Biochem. Behav., 2005, vol. 81, no. 4, pp. 894–900. https://doi.org/10.1016/j.pbb.2005.06.014
20. Chornenka, N.M., Raetska, Ya.B., Savchuk, O.M., Kompanets, I.V., Beregova, T.V., and Ostapchenko, L.I., Effect of different doses of melanin in the blood protein changes in rats under alkaline esophageal burns, Res. J. Pharm., Biol. Chem. Sci., 2017, vol. 8, no. 1, p. 261.
21. Seniuk, O., Gorovoj, L., and Kovalev, V., Anti-cancerogenic properties of melaninglucan complex from higher fungi, in Proc. 5th Int. Med. Mushroom Conf., Nantong, 2009, pp. 142–149. https://doi.org/10.1615/IntJMedMushr.v13.i1.20
22. Carletti, G., Nervo, G., and Cattivelli, L., Flavonoids and melanins: a common strategy across two kingdoms, Int. J. Biol. Sci., 2014, vol. 10, no. 10, pp. 1159–1170. https://doi.org/10.7150/ijbs.9672
23. Raetska, Ya.B., Ishchuk, T.V., Savchuk, O.M., and Ostapchenko, L.I., Experimental modeling of first-degree chemically-induced esophageal burns in rats, Med. Chem., 2013, vol. 15, no. 4, pp. 30–34.
24. Chyzhanska, N.V., Tsyryuk, O.I., and Beregova, T.V., The level of cortisol in the blood of rats before and after stress action against the background of melanin, Visn. Problem. Boil. Med., 2007, vol. 1, pp. 40–44.
25. Mishra, N.S., Wanjari, S.P., Parwani, R.N., Wanjari, P.V., and Kaothalker, S.P., Assessment of collagen and elastic fibres in various stages of oral submucous fibrosis using Masson’s trichrome, Verhoeff vangieson and picrosirius staining under light and polarizing microscopy, J. Dent. Spec., 2015, vol. 3, no. 2, pp. 170–175. https://doi.org/10.5958/2393-9834.2015.00009.1
26. Cerit, K.K., Halofuginone improves caustic-induced oxidative injury of esophagus in rats, Esophagus, 2018, vol. 15, no. 2, pp. 59–68. https://doi.org/10.1007/s10388-017-0594-4
27. Crowther, J.R., The ELISA Guidebook, Crowther: Humana Press, 2001. https://doi.org/10.1007/978-1-60327-254-4
28. Ozog, D.M., Liu, A., and Chaffins, M.L., Evaluation of clinical results, histological architecture, and collagen expression following treatment of mature burn scars with a fractional carbon dioxide laser, JAMA Dermatol., 2013, vol. 149, no. 1, pp. 50–57. https://doi.org/10.1001/2013
29. Tejiram, S., Zhang, J., Travis, T.E., et al., Compression therapy affects collagen type balance in hypertrophic scar, J. Surg. Res., 2016, vol. 201, no. 2, pp. 299–305. https://doi.org/10.1016/j.jss.2015.10.040
30. Ryu, H.H., Caustic injury: can CT grading system enable prediction of esophageal stricture?, Clin. Toxicol., 2010, vol. 48, no. 2, pp. 137–142. https://doi.org/10.3109/15563650903585929
31. Bozza, M.T., The role of MIF on eosinophil biology and eosinophilic inflammation, Clin. Rev. Aller. Immunol., 2019, pp. 1–10. https://doi.org/10.1007/s12016-019-08726-z
32. Muir, A.B., Wang, J.X., and Nakagawa, H., Epithelial-stromal crosstalk and fibrosis in eosinophilic esophagitis, J. Gastroenterol., 2019, pp. 1–9. https://doi.org/10.1007/s00535-018-1498-3
33. Keane, T.J., Horejs, C.M., and Stevens, M.M., Scarring vs. functional healing: matrix-based strategies to regulate tissue repair, Adv. Drug Deliv. Rev., 2018, vol. 129, pp. 407–419. https://doi.org/10.1016/j.addr.2018.02.002
34. Komaki, Y., Hepatocyte growth factor facilitates esophageal mucosal repair and inhibits the submucosal fibrosis in a rat model of esophageal ulcer, Digestion, 2018, pp. 1–12. https://doi.org/10.1159/000491876
35. Belardelli, F., Role of interferons and other cytokines in the regulation of the immune response, APMIS, 1995, vol. 103, no. 3, pp. 161–179.
36. Zhou, J., Tu, J.J., and Huangetal, Y., Changes in serum contents of interleukin-6 and interleukin-10 and their relation with occurrence of sepsis and prognosis of severely burned patients, Zhonghua Shao Shang Za Zhi, 2012, vol. 28, no. 2, pp. 111–115.
37. Pileri, D., Palombo, A.A., D’Amelio, L., D’Arpa, N., Amato, G., Masellis, A., Cataldo, V., Mogavero, R., Napoli, B., Lombardo, C., and Conte, C., Concentrations of cytokines 2L-6 and 2L-10 in plasma of burn patients: their relationship to sepsis and outcome, Ann. Burns Fire Disasters, 2008, vol. 21, no. 4, pp. 182–185.
38. Chornenka, N.M., Raetska, Ya.B., Savchuk, O.M., Koval, T.V., Beregova, T.V., and Ostapchenko, L.I., Cytokine profile indicators in rat blood serum in a model of esophagus burn induced by antioxidant chemical preparation, Biomed. Res. Ther., 2017, vol. 4, no. 9, pp. 1591–1606. https://doi.org/10.15419/bmrat.v4i9.367
39. Kubo, H., Hayashi, T., Ago, K., Ago, M., Kanekura, T., and Ogata, M., Temporal expression of wound healing-related genes in skin burn injury, Leg. Med. (Tokyo), 2014, vol. 16, no. 1, pp. 8–13. https://doi.org/10.1016/j.legalmed.2013.10.002