Ксимедон и его конъюгат с L-аскорбиновой кислотой при лечении экспериментально вызванного фиброза печени крыс

Работа посвящена оценке антифиброзных свойств производного пиримидина ксимедона (1,2-дигидро-4,6-диметил-1-(2-гидроксиэтил)-пиримидин-2-она) и его конъюгата с L-аскорбиновой кислотой при лечении экспериментального фиброза печени крыс. Фиброз печени моделировали у самок крыс линии Wistar путем перорального введения 5 %-ного масляного раствора CCl₄ в дозе 2 мл/кг два раза в неделю и 5 %-ного этанола через поилки при постоянном доступе на протяжении 8 недель. Затем введение токсикантов отменяли и проводили лечение фиброза ксимедоном в дозе 0.24 мг/кг или его конъюгатом с L-аскорбиновой кислотой в эквимолярной дозе 0.5 мг/кг в течение двух или четырех недель. Затем, используя методы окраски гематоксилин–эозином и по Ван-Гизону, проводили гистологическую оценку ткани печени, а также биохимических сывороточных показателей состояния печени. Кроме того, с помощью мультиплексного иммуноферментного анализа MagPix рассмотрен цитокиновый профиль печени и сыворотки крови, а также выявлен уровень циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2) в печени по данным вестерн-блот-анализа. Показано, что лечение фиброза печени конъюгатом ксимедона с L-аскорбиновой кислотой в течение двух недель способствует более выраженному разрешению фиброза за счет уменьшения площади коллагеновых волокон в ткани печени крыс. Кроме того, конъюгат ксимедона с L-аскорбиновой кислотой приводит к нормализации биохимических показателей крови, маркеров цитокинового профиля, а также уровня ЦОГ-2 по сравнению с группой, получавшей только ксимедон, и контрольной группой.

1. Zhang C.-Y., Liu S., Yang M. Treatment of liver fibrosis: Past, current, and future // World J. Hepatol. 2023. V. 15, No 6. P. 755–774. https://doi.org/10.4254/wjh.v15.i6.755.

2. Pei Q., Yi Q., Tang L. Liver fibrosis resolution: From molecular mechanisms to therapeutic opportunities // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24, No 11. Art. 9671. https://doi.org/10.3390/ijms24119671.

3. Thiele M., Pose E., Juanola A., Mellinger J., Ginès P. Population screening for cirrhosis // Hepatol. Commun. 2024. V. 8, No 9. Art. e0512. https://doi.org/10.1097/HC9.0000000000000512.

4. Hammerich L., Tacke F. Hepatic inflammatory responses in liver fibrosis // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2023. V. 20, No 10. P. 633–646. https://doi.org/10.1038/s41575-023-00807-x.

5. Akkız H., Gieseler R.K., Canbay A. Liver fibrosis: From basic science towards clinical progress, focusing on the central role of hepatic stellate cells // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25, No 14. Art. 7873. https://doi.org/10.3390/ijms25147873.

6. Faccioli L.A., Dias M.L., Paranhos B.A., Goldenberg R.C.D.S. Liver cirrhosis: An overview of experimental models in rodents // Life Sci. 2022. V. 301. Art. 120615. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2022.120615.

7. Lee Y.-S., Seki E. In vivo and in vitro models to study liver fibrosis: Mechanisms and limitations // Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2023. V. 16, No 3. P. 355–367. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2023.05.010.

8. Natarajan R., Samy H.N.A., Sivaperuman A., Subramani A. Structure-activity relationships of pyrimidine derivatives and their biological activity – a review // Med. Chem. 2023. V. 19, No 1. P. 10–30. https://doi.org/10.2174/1573406418666220509100356.

9. Беляев Г.П., Выштакалюк А.Б., Парфенов А.А., Галяметдинова И.В., Семенов В.Э., Зобов В.В. Антифиброзный эффект производных пиримидина ксимедона и его конъюгата с L-аскорбиновой кислотой // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2023. Т. 165, кн. 2. С. 175–189. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2023.2.175-189.

10. Резник В.С., Пашкуров Н.Г. Взаимодействие окси-и меркаптопиримидинов с этилен-и пропиленхлоргидринами // Известия АН СССР. Серия химическая. 1966. № 9. С. 1613–1617.

11. Выштакалюк А.Б., Семенов В.Э., Зобов В.В., Галяметдинова И.В., Гумарова Л.Ф., Парфенов А.А., Назаров Н.Г., Ленина О.А., Кондрашова С.А., Латыпов Ш.К., Черепнев Г.В., Шашин М.С., Резник В.С. Синтез и первичная оценка гепатопротекторных свойств новых производных пиримидинового ряда // Биоорг. химия. 2017. Т. 43, № 5. С. 572–580. https://doi.org/10.7868/S0132342317040170.

12. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 2. М.: Гриф и К, 2012, 536 с.

13. Sergazy S., Shulgau Z., Kamyshanskiy Y., Zhumadilov Z., Krivyh E., Gulyayev A., Aljofan M. Blueberry and cranberry extracts mitigate CCL4-induced liver damage, suppressing liver fibrosis, inflammation and oxidative stress // Heliyon. 2023. V. 9, No 4. Art. e15370. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15370.

14. Наркевич А.Н., Виноградов К.А., Гржибовский А.М. Множественные сравнения в биомедицинских исследованиях: проблема и способы решения // Экология человека. 2020. № 10. С. 55–64. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2020-10-55-64.

15. Li M.-m., Zhou Y., Zuo L., Nie D., Li X.-a. Dietary fiber regulates intestinal flora and suppresses liver and systemic inflammation to alleviate liver fibrosis in mice // Nutrition. 2021. V. 81. Art. 110959. https://doi.org/10.1016/j.nut.2020.110959.

16. Yang H., Xuefeng Y., Shandong W., Jianhua X. COX-2 in liver fibrosis // Clin. Chim. Acta. 2020. V. 506. P. 196–203. https://doi.org/10.1016/j.cca.2020.03.024.

17. Gilgenkrantz H., Sayegh R.A., Lotersztajn S. Immunoregulation of liver fibrosis: New opportunities for antifibrotic therapy // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2025. V. 65. P. 281–299. https://doi.org/10.1146/annurev-pharmtox-020524-012013.

18. Liu C., Li S., Zhang C., Jin C.-H. Recent advances in research on active compounds against hepatic fibrosis // Curr. Med. Chem. 2024. V. 31, No 18. P. 2571–2628. https://doi.org/10.2174/0929867331666230727102016.

19. Gu Y.-F., Zhang Y., Yue F.-l., Li S.-t., Zhang Z.-q., Li J., Bai X. Synthesis of novel 2-(pyridin-2-yl) pyrimidine derivatives and study of their anti-fibrosis activity // Molecules. 2020. V. 25, No 22. Art. 5226. https://doi.org/10.3390/molecules25225226.

20. Ghobrial D.K., El-Nikhely N., Sheta E., Ragab H.M., Rostom S.A.F., Saeed H., Wahid A. The role of pyrazolo [3, 4-d] pyrimidine-based kinase inhibitors in the attenuation of CCl4-induced liver fibrosis in rats // Antioxidants. 2023. V. 12, No 3. Art. 637. https://doi.org/10.3390/antiox12030637.

21. Jiang M., Huang C., Wu Q., Su Y., Wang X., Xuan Z., Wang Y., Xu F., Ge C. Sini San ameliorates CCl4-induced liver fibrosis in mice by inhibiting AKT-mediated hepatocyte apoptosis // J. Ethnopharmacol. 2023. V. 303. Art. 115965. https://doi.org/10.1016/j.jep.2022.115965.

22. Zhang L., Liu C., Yin L., Huang C., Fan S. Mangiferin relieves CCl4-induced liver fibrosis in mice // Sci. Rep. 2023. V. 13, No 1. Art. 4172. https://doi.org/10.1038/s41598-023-30582-3.

23. Bai Y., Liang S., Zhou Y., Zhou B. Transcriptomic analysis reveals pharmacological mechanisms mediating efficacy of Yangyinghuoxue Decoction in CCl4-induced hepatic fibrosis in rats // Front. Pharmacol. 2024. V. 15. Art. 1364023. https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1364023.

24. Peugnet-González I., Martínez-Hernández S.L., Ávila-Blanco M.E., Hernández-Marín D.A., Macias-Pérez J.R., Aldaba-Muruato L.R., Quezada-Tristán T., Sosa-Ramírez J., Villa-Jaimes G.S., Ventura-Juárez J., Muñoz-Ortega M., Ibarra-Martínez D. Hepatoprotective and antifibrotic activity of watercress extract in a model of CCl4-induced liver fibrosis in Wistar rats // J. Funct. Foods. 2023. V. 109. Art. 105760. https://doi.org/10.1016/j.jff.2023.105760.

25. Thomes P.G., Rasineni K., Yang L., Donohue T.M., Jr., Kubik J.L., McNiven M.A., Casey C.A. Ethanol withdrawal mitigates fatty liver by normalizing lipid catabolism // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2019. V. 316, No 4. P. G509–G518. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00376.2018.

26. Hsieh H.-G., Huang H.-C., Lee F.-Y., Chan C.-Y., Lee J.-Y., Lee S.-D. Kinetics of cytokine expression in cirrhotic rats // J. Chin. Med. Assoc. 2011. V. 74, No 9. P. 385–393. https://doi.org/10.1016/j.jcma.2011.08.002.

27. Amer M.A., Othman A.I., El-Missiry M.A., Farag A.A., Amer M.E. Proanthocyanidins attenuated liver damage and suppressed fibrosis in CCl4-treated rats // Environ. Sci. Pollut. Res. 2022. V. 29, No 60. P. 91127–91138. https://doi.org/10.1007/s11356-022-22051-7.

28. Rikans L.E., DeCicco L.A., Hornbrook K.R., Yamano T. Effect of age and carbon tetrachloride on cytokine concentrations in rat liver // Mech. Ageing Dev. 1999. V. 108, No 2. P. 173–182. https://doi.org/10.1016/S0047-6374(99)00012-3.

29. Ahmed O., Robinson M.W., O’Farrelly C. Inflammatory processes in the liver: Divergent roles in homeostasis and pathology // Cell. Mol. Immunol. 2021. V. 18, No 6. P. 1375–1386. https://doi.org/10.1038/s41423-021-00639-2.

30. Campana L., Esser H., Huch M., Forbes S. Liver regeneration and inflammation: From fundamental science to clinical applications // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2021. V. 22, No 9. P. 608–624. https://doi.org/10.1038/s41580-021-00373-7.

31. Robinson M.W., Harmon C., O’Farrelly C. Liver immunology and its role in inflammation and homeostasis // Cell. Mol. Immunol. 2016. V. 13, No 3. P. 267–276. https://doi.org/10.1038/cmi.2016.3.

32. Roehlen N., Crouchet E., Baumert T.F. Liver fibrosis: Mechanistic concepts and therapeutic perspectives // Cells. 2020. V. 9, No 4. Art. 875. https://doi.org/10.3390/cells9040875.

33. Zuñiga-Aguilar E., Ramírez-Fernández O. Fibrosis and hepatic regeneration mechanism // Transl. Gastroenterol. Hepatol. 2022. V. 7. Art. 9. https://doi.org/10.21037/tgh.2020.02.21.

34. Luangmonkong T., Parichatikanond W., Olinga P. Targeting collagen homeostasis for the treatment of liver fibrosis: Opportunities and challenges // Biochem. Pharmacol. 2023. V. 215. Art. 115740. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2023.115740.

35. Seitz T., Hellerbrand C. Role of fibroblast growth factor signalling in hepatic fibrosis // Liver Int. 2021. V. 41, No 6. P. 1201–1215. https://doi.org/10.1111/liv.14863.

36. Слабнов Ю.Д., Черепнев Г.В., Каримова Ф.Г., Гараев Р.С. Влияние пиримидиновых производных на аденилатциклазную систему регуляции иммунокомпетентных клеток in vitro // Бюл. эксп. биол. и мед. 1998. Т. 125, № 6. С. 663–665.

37. Beavo J.A., Brunton L.L. Cyclic nucleotide research – still expanding after half a century // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2002. V. 3, No 9. P. 710–717. https://doi.org/10.1038/nrm911.

38. Wahlang B., McClain C., Barve S., Gobejishvili L. Role of cAMP and phosphodiesterase signaling in liver health and disease // Cell. Signalling. 2018. V. 49. P. 105–115. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2018.06.005.

39. Парфенов А.А., Выштакалюк А.Б., Галяметдинова И.В., Семенов В.Э., Зобов В.В. Антиапоптозный механизм реализации гепатопротекторного эффекта производных пиримидина в исследованиях in vivo // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2022. Т. 164, кн. 2. С. 231–248. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2022.2.231-248.

40. Беляев Г.П., Выштакалюк А.Б., Парфенов А.А., Галяметдинова И.В., Семенов В.Э., Зобов В.В. Гепатопротекторный эффект ксимедона и его конъюгата с L-аскорбиновой кислотой при отравлении мышей полулетальной дозой парацетамола // Biomed. Chem.: Res. Methods. 2024. V. 7, No 4. Art. e00249. https://doi.org/10.18097/BMCRM00249.

41. Выштакалюк А.Б., Семенов В.Э., Судаков И.А., Бушмелева К.Н., Гумарова Л.Ф., Парфенов А.А., Назаров Н.Г., Галяметдинова И.В., Зобов В.В. Производные Ксимедона с биогенными кислотами. Антиоксидантные свойства производного Ксимедона с L-аскорбиновой кислотой // Изв. АН, сер. хим. 2018. № 4. С. 705–711.

42. Rivas C.I., Zúñiga F.A., Salas-Burgos A., Mardones L., Ormazabal V., Vera J.C. Vitamin C transporters // J. Physiol. Biochem. 2008. V. 64, No 4. P. 357–375. https://doi.org/10.1007/BF03174092.

43. Bashandy S.A., AlWasel S.H. Carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity in rats: Protective role of vitamin C // J. Pharmacol. Toxicol. 2011. V. 6, No 3. P. 283–292. https://doi.org/10.3923/jpt.2011.283.292.

44. Kim J.-H., Jeong Y.-J., Hong J.-M., Kim H.-R., Kang J.S., Lee W.J., Hwang Y.-i. Chronic vitamin C insufficiency aggravated thioacetamide-induced liver fibrosis in gulo-knockout mice // Free Radical Biol. Med. 2014. V. 67. P. 81–90. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2013.10.813.

45. Weiskirchen R. Hepatoprotective and anti-fibrotic agents: It's time to take the next step // Front. Pharmacol. 2016. V. 6. Art. 303. https://doi.org/10.3389/fphar.2015.00303.

46. Soylu A.R., Aydogdu N., Basaran U.N., Altaner S., Tarcin O., Gedik N., Umit H., Tezel A., Dokmeci G., Baloglu H., Ture M., Kutlu K., Kaymak K. Antioxidants vitamin E and C attenuate hepatic fibrosis in biliary-obstructed rats // World J. Gastroenterol. 2006. V. 12, No 42. P. 6835–6841. https://doi.org/10.3748/wjg.v12.i42.6835.

47. Abhilash P.A., Harikrishnan R., Indira M. Ascorbic acid supplementation down-regulates the alcohol induced oxidative stress, hepatic stellate cell activation, cytotoxicity and mRNA levels of selected fibrotic genes in guinea pigs // Free Radical Res. 2012. V. 46, No 2. P. 204–213. https://doi.org/10.3109/10715762.2011.647691.