Влияние тролокса, рибоксина (инозина) и индралина на индуцированный воздействием рентгеновского излучения окислительный стресс в клетках линии A549
https://doi.org/10.26907/2542-064X.2025.1.66-86
Аннотация
На основании анализа значений интенсивности флуоресценции красителя дихлорфлуоресцеина (ДХФ) в клетках аденокарциномы легкого человека линии A549 оценено общее влияние тролокса, рибоксина (инозина), винной кислоты и индралина при суммарном воздействии на клетки в течение 2 ч до облучения, во время облучения и 1 ч после облучения рентгеновским излучением в дозе 8 Гр на выраженность процессов окислительного стресса. Тролокс в концентрациях до 1 мМ существенно снижает радиационно-индуцированный окислительный стресс, однако при переходе к 2 мМ концентрации степень его подавления уменьшается. Для рибоксина наблюдается менее выраженное, но значимое, подавление окислительного стресса лишь при микромолярных концентрациях, а не при 1 и 2 мМ, что можно объяснить способностью многих антиоксидантов в больших концентрациях менять биологический эффект на прооксидантный. Показано, что винная кислота в микромолярных концентрациях проявляет антиоксидантные свойства. Наибольший интерес вызывает рост выраженности процессов окислительного стресса при действии на облученные клетки 1.9 мМ индралина. Поскольку индралин оказывает радиопротекторный эффект в организме за счет свойств сигнальной молекулы, вызывая тканевую гипоксию, то можно говорить о вариативности эффектов индралина на клеточном и организменном уровнях.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-24-00383, https://rscf.ru/project/23-24-00383/.
Об авторе
Л. А. Ромодин
Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Леонид Александрович Ромодин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
г. Москва
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы
1. Кузин А.М. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М.: Наука, 1986. 282 с.
2. Pinthus J.H., Bryskin I., Trachtenberg J., Luz J.-P., Singh G., Fridman E., Wilson B.C. Androgen induces adaptation to oxidative stress in prostate cancer: Implications for treatment with radiation therapy // Neoplasia. 2007. V. 9, No 1. P. 68–80. https://doi.org/10.1593/neo.06739.
3. Kim A., Yonemoto C., Feliciano C.P., Shashni B., Nagasaki Y. Antioxidant nanomedicine significantly enhances the survival benefit of radiation cancer therapy by mitigating oxidative stress-induced side effects // Small. 2021. V. 17, No 21. Art. e2008210. https://doi.org/10.1002/smll.202008210.
4. Nuszkiewicz J., Woźniak A., Szewczyk-Golec K. Ionizing radiation as a source of oxidative stress – the protective role of melatonin and vitamin D // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21, No 16. Art. 5804. https://doi.org/10.3390/ijms21165804.
5. Васин М.В. Противолучевые лекарственные средства. М.: Книга-Мемуар, 2020. 239 с.
6. Васин М.В. Классификация противолучевых средств как отражение современного состояния и перспективы развития радиационной фармакологии // Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53, № 5. С. 459–467. https://doi.org/10.7868/S0869803113050160.
7. Jókay I., Kelemenics K., Gyuris Á., Minárovits J. S-methylthio-cysteine and cystamine are potent stimulators of thiol production and glutathione synthesis // Life Sci. 1998. V. 62, No 2. P. PL/27–PL/33. https://doi.org/10.1016/s0024-3205(97)01066-7.
8. Рождественский Л.М. Классификация противолучевых средств в аспекте их фармакологического сигнала и сопряженности со стадией развития лучевого поражения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57, № 2. С. 117–135. https://doi.org/10.7868/S0869803117020126.
9. Пономарев Д.Б., Ремизов Д.В., Кондаков А.Ю., Драчёв И.С., Тихомиров П.В., Кудряшов В.С. Экспериментальное исследование эффективности сочетанного применения нафазолина и филграстима при комбинированном радиационном поражении // Радиационная биология. Радиоэкология. 2022. Т. 62, № 4. С. 416–423. https://doi.org/10.31857/S0869803122040099.
10. Chou A.-K., Chiu C.-C., Zhu G.-C., Wang J.-J., Chen Y.-W., Hung C.-H. Naphazoline and oxymetazoline are superior to epinephrine in enhancing the cutaneous analgesia of lidocaine in rats // Fundam. Clin. Pharmacol. 2023. V. 37, No 2. P. 296–304. https://doi.org/10.1111/fcp.12853.
11. Филимонова М.В., Шевченко Л.И., Макарчук В.М., Сабурова А.С., Солдатова О.В., Шитова А.А., Косаченко А.О., Рыбачук В.А., Сабуров В.О., Филимонов А.С. Противолучевые эффекты Т1082 – фосфата 1-изобутаноил-2-изопропилизотиомочевины, в сравнении с его аналогом Т1023 // Радиационная биология. Радиоэкология. 2021. Т. 61, № 6. С. 632–644. https://doi.org/10.31857/S0869803121060059.
12. Рождественский Л.М. Проблемы разработки отечественных противолучевых средств в кризисный период: поиск актуальных направлений развития // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 3. С. 279–290. https://doi.org/10.31857/S086980312003011X.
13. Shivappa P., Bernhardt G.V. Natural radioprotectors on current and future perspectives: A minireview // J. Pharm. BioAllied Sci. 2022. V. 14, No 2. P. 57–71. https://doi.org/10.4103/jpbs.jpbs_502_21.
14. Raj S., Manchanda R., Bhandari M., Alam M.S. Review on natural bioactive products as radioprotective therapeutics: Present and past perspective // Curr. Pharm. Biotechnol. 2022. V. 23, No 14. P. 1721–1738. https://doi.org/10.2174/1389201023666220110104645.
15. Jafarpour S.M., Safaei M., Mohseni M., Salimian M., Aliasgharzadeh A., Farhood B. The radioprotective effects of curcumin and trehalose against genetic damage caused by I-131 // Indian J. Nucl. Med. 2018. V. 33, No 2. P. 99–104. https://doi.org/10.4103/ijnm.IJNM_158_17.
16. Kolivand S., Amini P., Saffar H., Rezapoor S., Motevaseli E., Najafi M., Nouruzi F., Shabeeb D., Musa A.E. Evaluating the radioprotective effect of curcumin on rat’s heart tissues // Curr. Radiopharm. 2019. V. 12, No 1. P. 23–28. https://doi.org/10.2174/1874471011666180831101459.
17. Nosrati H., Danafar H., Rezaeejam H., Gholipour N., Rahimi-Nasrabadi M. Evaluation radioprotective effect of curcumin conjugated albumin nanoparticles // Bioorg. Chem. 2020. V. 100. Art. 103891. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.103891.
18. González E., Cruces M.P., Pimentel E., Sánchez P. Evidence that the radioprotector effect of ascorbic acid depends on the radiation dose rate // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2018. V. 62. P. 210–214. https://doi.org/10.1016/j.etap.2018.07.015.
19. Mathew D., Nair C.K.K., Jacob J.A., Biswas N., Mukherjee T., Kapoor S., Kagiya T.V. Ascorbic acid monoglucoside as antioxidant and radioprotector // J. Radiat. Res. 2007. V. 48, No 5. P. 369–376. https://doi.org/10.1269/jrr.07007.
20. Поздеев А.В., Лысенко Н.П. Повышение радиационной устойчивости организма млекопитающих при применении препаратов хлорофилла в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды // Изв. Междунар. академии аграрного образования. 2018. Вып. 42–2. С. 60–62.
21. Morales-Ramírez P., Mendiola-Cruz M.T. In vivo radioprotective effect of chlorophyllin on sister chromatid exchange induction in murine spermatogonial cells // Mutat. Res., Genet. Toxicol. 1995. V. 344, Nos 1–2. P. 73–78. https://doi.org/10.1016/0165-1218(95)90041-1.
22. Morales-Ramírez P., García-Rodríguez M.C. In vivo effect of chlorophyllin on γ-ray-induced sister chromatid exchange in murine bone marrow cells // Mutat. Res., Genet. Toxicol. 1994. V. 320, No 4. P. 329–334. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90085-x.
23. Kumar S.S., Shankar B., Sainis K.B. Effect of chlorophyllin against oxidative stress in splenic lymphocytes in vitro and in vivo // Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2004. V. 1672, No 2. P. 100–111. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2004.03.002.
24. Ромодин Л.А. Хлорофиллин ингибирует липидную пероксидацию, запускаемую реакцией Фентона // Биофизика. 2024. Т. 69, № 1. С. 5–9. https://doi.org/10.31857/S0006302924010013.
25. Зерний Е.Ю., Головастова М.О., Бакшеева В.Е., Кабанова Е.И., Ишутина И.Е., Ганчарова О.С., Гусев А.Е., Савченко М.С., Лобода А.П., Сотникова Л.Ф., Замятнин А.А. (мл.), Филиппов П.П., Сенин И.И. Изменения биохимических свойств слезной жидкости при развитии хронической формы синдрома сухого глаза в посленаркозный период // Биохимия. 2017. Т. 82, № 1. С. 137–148.
26. Meclain D.E., Kalinich J.F., Ramakrishnan N. Trolox inhibits apoptosis in irradiated MOLT-4 lymphocytes // FASEB J. 1995. V. 9, No 13. P. 1345–1354. https://doi.org/10.1096/fasebj.9.13.7557025.
27. Ding S.-S., Sun P., Zhang Z., Liu X., Tian H., Huo Y.-W., Wang L.-R., Han Y., Xing J.-P. Moderate dose of trolox preventing the deleterious effects of Wi-Fi radiation on spermatozoa in vitro through reduction of oxidative stress damage // Chin. Med. J. 2018. V. 131, No 4. P. 402–412. https://doi.org/10.4103/0366-6999.225045.
28. Srinivasan S., Torres A.G., Ribas de Pouplana L. Inosine in biology and disease // Genes. 2021. V. 12, No 4. Art. 600. https://doi.org/10.3390/genes12040600.
29. Niemann B., Haufs-Brusberg S., Puetz L., Feickert M., Jaeckstein M.Y., Hoffmann A., Zurkovic J., Heine M., Trautmann E.-M., Müller C.E., Tönjes A., Schlein C., Jafari A., Eltzschig H.K., Gnad T., Blüher M., Krahmer N., Kovacs P., Heeren J., Pfeifer A. Apoptotic brown adipocytes enhance energy expenditure via extracellular inosine // Nature. 2022. V. 609, No 7926. P. 361–368. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05041-0.
30. Pfeifer A., Mikhael M., Niemann B. Inosine: Novel activator of brown adipose tissue and energy homeostasis // Trends Cell Biol. 2024. V. 34, No 1. P. 72–82. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2023.04.007.
31. Васин М.В., Ушаков И.Б. Потенциальные пути повышения устойчивости организма к поражающему действию ионизирующего излучения с помощью радиомитигаторов // Успехи современной биологии. 2019. Т. 139, № 3. С. 235–253. https://doi.org/10.1134/S0042132419030098.
32. Гудков С.В., Штаркман И.Н., Черников А.В., Усачева А.М., Брусков В.И. Гуанозин и инозин (рибоксин) элиминируют долгоживущие белковые радикалы, образующиеся при воздействии рентгеновского излучения // Доклады академии наук. 2007. Т. 413, № 2. С. 264–267.
33. Гудков С.В., Гудкова О.Ю., Штаркман И.Н., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К., Брусков В.И. Гуанозин и инозин как природные генопротекторы для клеток крови мышей при воздействии рентгеновского излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. Т. 46, № 6. С. 713–718.
34. Ильин Л.А., Рудный Н.М., Суворов Н.Н., Чернов Г.А., Антипов В.В., Васин М.В., Давыдов Б.И., Михайлов П.П. Индралин – радиопротектор экстренного действия. Противолучевые свойства, фармакология, механизм действия, клиника. М.: Вторая типография Министерства здравоохранения Российской Федерации, 1994. 436 с.
35. Васин М.В., Антипов В.В., Комарова С.Н., Семенова Л.А., Галкин А.А. Противолучевые свойства индралина при совместном применении с цистамином и мексамином // Радиационная биология. Радиоэкология. 2011. Т. 51, № 2. С. 243–246.
36. Eliseev V.V., Marikhina B.L. Comparative study of antihypoxic properties of some nucleosides and nucleotides // Pharm. Chem. J. 1986. V. 20, No 3. P. 160–162. https://doi.org/10.1007/BF00758559.
37. Ромодин Л.А., Никитенко О.В., Бычкова Т.М., Зрилова Ю.А., Родионова Е.Д., Бочаров Д.А. Оценка острой токсичности хлорофиллина и тролокса для возможности изучения их радиопротекторных свойств // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2024. Т. 177, № 1. С. 53–56. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2024-177-1-53-56.
38. Сычева Л.П., Лисина Н.И., Щеголева Р.А., Рождественский Л.М. Антимутагенное действие противолучевых препаратов в эксперименте на мышах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59, № 4. С. 388–393. https://doi.org/10.1134/S086980311904012X.
39. Ortega A., Gómez M., Domingo J.L., Corbella J. The removal of strontium from the mouse by chelating agents // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1989. V. 18, No 4. P. 612–616. https://doi.org/10.1007/BF01055029.
40. Rani S., Sahoo R.K., Kumar V., Chaurasiya A., Kulkarni O., Mahale A., Katke S., Kuche K., Yadav V., Jain S., Nakhate K.T., Ajazuddin, Gupta U. N-2-hydroxypropylmethacrylamide–polycaprolactone polymeric micelles in co-delivery of proteasome inhibitor and polyphenol: Exploration of synergism or antagonism // Mol. Pharm. 2023. V. 20, No 1. P. 524–544. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.2c00752.
41. Emami F., Aliomrani M., Tangestaninejad S., Kazemian H., Moradi M., Rostami M. Copper-curcuminbipyridine dicarboxylate complexes as anticancer candidates // Chem. Biodiversity. 2022. V. 19, No 10. Art. e202200202. https://doi.org/10.1002/cbdv.202200202.
42. Shanmugasundaram D., Roza J.M. Assessment of anti-inflammatory and antioxidant activity of quercetin–rutin blend (SophorOx™) – an invitro cell based assay // J. Complementary. Integr. Med. 2022. V. 19, No 3. P. 637–644. https://doi.org/10.1515/jcim-2021-0568.
43. Gill M.E., Kohler H., Peters A.H.F.M. Isolation of mouse germ cells by FACS using Hoechst 33342 and SYTO16 double staining // Barchi M., De Felici M. (Eds.) Germ Cell Development: Methods and Protocols. Ser.: Methods in Molecular Biology. V. 2770. New York, NY: Humana Press, 2024. P. 53–62. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-3698-5_5.
44. Васин М.В., Ильин Л.А., Ушаков И.Б. Феномен противолучевой защиты индралином крупных животных (собак) и его экстаполяция на человека // Медицинская радиобиология и радиационная безопасность. 2022. Т. 67, № 3. С. 5–12. https://doi.org/10.33266/1024-6177-2022-67-3-5-12.
45. Васин М.В. Препарат Б-190 (индралин) в свете истории формирования представлений о механизме действия радиопротекторов // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 4. С. 378–395. https://doi.org/10.31857/S0869803120040128.
46. Ромодин Л.А., Яшкина Е.И., Московский А.А. Флуориметрическая оценка влияния рибоксина, медного хлорофиллина, тролокса и растворимой формы индралина на ростовые свойства клеток А549 в культуре // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69, № 3. С. 26–34. https://doi.org/10.33266/1024-6177-2024-69-3-26-34.
47. Ромодин Л.А., Владимиров Ю.А. Дигидрокверцетин и тролокс как ингибиторы липопероксидазной активности комплекса цитохрома C с кардиолипином // Вестник новых медицинских технологий. 2021. Т. 28, № 1. С. 69–71. https://doi.org/10.24412/1609-2163-2021-1-69-71.
48. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М., Пальмина Н.П., Храпова Н.Г. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М.: Наука, 1975. 213 с.
49. Скулачев В.П. Что такое «феноптоз» и как с ним бороться? // Биохимия. 2012. Т. 77, № 7. С. 863–868.
50. Mendes-da-Silva R.F., Lopes-de-Morais A.A.C., Bandim-da-Silva M.E., Cavalcanti G. de A., Rodrigues A.R.O., Andrade-da-Costa B.L. da S., Guedes R.C.A. Prooxidant versus antioxidant brain action of ascorbic acid in well-nourished and malnourished rats as a function of dose: A cortical spreading depression and malondialdehyde analysis // Neuropharmacology. 2014. V. 86. P. 155–160. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2014.06.027.
51. Otanwa O.O., Ndidi U.S., Ibrahim A.B., Balogun E.O., Anigo K.M. Prooxidant effects of high dose ascorbic acid administration on biochemical, haematological and histological changes in Cavia porcellus (Guinea pigs): A Guinea pig experimental model // Pan Afr. Med. J. 2023. V. 46. Art. 18. https://doi.org/10.11604/pamj.2023.46.18.36098.
52. Giordano M.E., Caricato R., Lionetto M.G. Concentration dependence of the antioxidant and prooxidant activity of Trolox in HeLa cells: Involvement in the induction of apoptotic volume decrease // Antioxidants. 2020. V. 9, No 11. Art. 1058. https://doi.org/10.3390/antiox9111058.
53. Wattamwar P.P., Hardas S.S., Butterfield D.A., Anderson K.W., Dziubla T.D. Tuning of the prooxidant and antioxidant activity of trolox through the controlled release from biodegradable poly(trolox ester) polymers // J. Biomed. Mater. Res., Pt. A. 2011. V. 99A, No 2. P. 184–191. https://doi.org/10.1002/jbm.a.33174.
54. Li X., Cheng Y., Yang Z., Ji Q., Huan M., Ye W., Liu M., Zhang B., Liu D., Zhou S. Gliomatargeted oxaliplatin/ferritin clathrate reversing the immunosuppressive microenvironment through hijacking Fe2+ and boosting Fenton reaction // J. Nanobiotechnol. 2024. V. 22, No 1. Art. 93. https://doi.org/10.1186/s12951-024-02376-w.
55. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. 252 с.
56. Кабакчи С.А., Архипов О.П., Лукашенко М.Л. Особенности радиолиза воды и водных растворов H2 и O2 при действии смешанного n,γ-излучения с высокой долей нейтронного компонента // Химия высоких энергий. 2013. Т. 47, № 4. С. 251–255. https://doi.org/10.7868/S002311971304008X.
57. Ruhal P., Dhingra D. Inosine improves cognitive function and decreases aging-induced oxidative stress and neuroinflammation in aged female rats // Inflammopharmacology. 2018. V. 26, No 5. P. 1317–1329. https://doi.org/10.1007/s10787-018-0476-y.
58. Hou B., Xu Z.-W., Yang C.-W., Gao Y., Zhao S.-F., Zhang C.-G. Protective effects of inosine on mice subjected to lethal total-body ionizing irradiation // J. Radiat. Res. 2007. V. 48, No 1. P. 57–62. https://doi.org/10.1269/jrr.06067.
59. Вернигорова Л.А., Жорова Е.С., Попов Б.А., Парфенова И.М. Совместное профилактическое применение рибоксина и альгисорба при поступлении в желудочно-кишечный тракт крыс 239Рu // Радиационная биология. Радиоэкология. 2005. Т. 45, № 2. С. 201–206.
60. Thebault S., Roudbaraki M., Sydorenko V., Shuba Y., Lemonnier L., Slomianny C., Dewailly E., Bonnal J.-L., Mauroy B., Skryma R., Prevarskaya N. α1-Adrenergic receptors activate Ca2+-permeable cationic channels in prostate cancer epithelial cells // J. Clin. Invest. 2003. V. 111, No 11. P. 1691–1701. https://doi.org/10.1172/JCI16293.
61. Patel M., Li Q.-Y., Chang L.-Y., Crapo J., Liang L.-P. Activation of NADPH oxidase and extracellular superoxide production in seizure-induced hippocampal damage // J. Neurochem. 2005. V. 92, No 1. P. 123–131. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2004.02838.x.
62. Hu Y., Xu Z., Pan Q., Ma L. Casein kinase 1 gamma regulates oxidative stress response via interacting with the NADPH dual oxidase complex // PLoS Genet. 2023. V. 19, No 4. Art. e1010740. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010740.
63. Chen Y., Zou Z., Găman M.-A., Xu L., Li J. NADPH oxidase mediated oxidative stress signaling in FLT3-ITD acute myeloid leukemia // Cell Death Discovery. 2023. V. 9, No 1. Art. 208. https://doi.org/10.1038/s41420-023-01528-5.
64. Zielonka J., Kalyanaraman B. “ROS-generating mitochondrial DNA mutations can regulate tumor cell metastasis” – a critical commentary // Free Radical Biol. Med. 2008. V. 45, No 9. P. 1217–1219. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2008.07.025.
65. Kalyanaraman B., Darley-Usmar V., Davies K.J.A., Dennery P.A., Forman H.J., Grisham M.B., Mann G.E., Moore K., Roberts L.J. 2nd, Ischiropoulos H. Measuring reactive oxygen and nitrogen species with fluorescent probes: Challenges and limitations // Free Radical Biol. Med. 2012. V. 52, No 1. P. 1–6. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2011.09.030.
66. Singh V.K., Seed T.M. The efficacy and safety of amifostine for the acute radiation syndrome // Expert Opin. Drug Saf. 2019. V. 18, No 11. P. 1077–1090. https://doi.org/10.1080/14740338.2019.1666104.
67. Sritharan S., Sivalingam N. Curcumin induced apoptosis is mediated through oxidative stress in mutated p53 and wild type p53 colon adenocarcinoma cell lines // J. Biochem. Mol. Toxicol. 2021. V. 35, No 1. Art. e22616. https://doi.org/10.1002/jbt.22616.
Рецензия
Для цитирования:
Ромодин Л.А. Влияние тролокса, рибоксина (инозина) и индралина на индуцированный воздействием рентгеновского излучения окислительный стресс в клетках линии A549. Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2025;167(1):66-86. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2025.1.66-86
For citation:
Romodin L.A. Effect of trolox, riboxin (inosine), and indralin on X-ray induced oxidative stress in A549 cells. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta Seriya Estestvennye Nauki. 2025;167(1):66-86. (In Russ.) https://doi.org/10.26907/2542-064X.2025.1.66-86
Просмотров:
89
Послать статью по эл. почте 