Відмінності вмісту металотіонеїну у мозку гризунів за умов постнатального розвитку та кадмієвої інтоксикації
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2017.v0.i1.7677Ключові слова:
металотіонеїни, мозок, постнатальний розвиток, піщанки, щури, кадмій.Анотація
Вступ. Гени металозвэязувальних металотіонеїнів містяться в більшій популяції організмів. Ці білки не є ферментами і багаті на залишки цистеїну. Різні ізоформи металотіонеїнів у різних ділянках головного мозку, можливо, змінюються з плином часу.
Мета дослідження – прослідкувати розподілення металотіонеїнів у різних відділах мозку піщанок і щурів на різних етапах постнатального розвитку за нормальних умов та при впливі малих доз кадмію.
Методи дослідження. Тварин (18 монгольських піщанок і 36 щурів лінії Вістар) за віком та умовами експерименту групи було поділено на шість груп (n=6) 1–4 – 1, 30, 90 і 180 дні постнатального розвитку за нормальних умов; 5-та і 6-та – 180 п.д.+0,1 або 1,0 мкг Cd2+на тварину кожного дня протягом 36 днів. Кількість металотіонеїнів у гіпокампі, мозочку і таламусі визначали за допомогою імуноферментного аналізу.
Результати й обговорення. Отримані дані показали динаміку розподілення металотіонеїнів у різних відділах мозку піщанок і щурів лінії Вістар залежно від терміну постнатального розвитку та функціональних можливостей. Рівень металотіонеїнів у гіпокампі поступово знижувався як у піщанок, так і в щурів, тоді як у мозочку він збільшувався з 1-го до 30-го дня розвитку, а потім поступово зменшувався в усіх піддослідних тварин. Зниження кількості металотіонеїнів у мозку за умов впливу кадмію було пропорційним застосованим дозам.
Висновки. Кількість металотіонеїнів у різних ділянках мозку піщанок і щурів залежить від стадії постнатального розвитку та функціонального навантаження. Значиме зниження регуляції металотіонеїнів у досліджуваних відділах головного мозку під впливом кадмію передбачає, що зменшення їх рівня залежить від дози кадмію та часу, необхідного для його накопичення.
Посилання
Yang, H., & Shu, Y. (2015). Cadmium transporters in the kidney and сadmium-induced nephrotoxicity. International Journal of Molecular Sciences, 16 (1), 1484-1494. doi:10.3390/ijms16011484
Kagi, J.H.R., & Vallee, B.L. (1961). Metallothionein: a cadmium and zinc-containing protein from equine renal cortex. The Journal of Biological Chemistry, 236 (9), 2435-2442. www.jbc.org/content/236/9/2435.long
Włostowski, T., Kozłowski, P., Łaszkiewicz-Tiszczenko, B.,Olen´ska, E., & Aleksandrowicz O. Accumulation of Cadmium in and its effect on the midgut gland of terrestrial snail helix pomatia L. from urban areas in Poland. (2014). Bull. Environ. Contam. Toxicol., 93 (5), 526-531.doi: 10.1007/s00128-014-1346-y
Li, Y., Yang, H., Liu, N., Luo J., Wang Q., & Wang, L. (2015). Cadmium accumulation and metallothionein biosynthesis in Cadmium-treated freshwater mussel anodontawoodiana. PLoS ONE 10 (2): e0117037. doi:10.1371/journal.pone.0117037
Coyle, P., Philcox, J.C., Carey, L.C., & Rofe, A.M. (2002). Metallothionein: the multipurpose protein. Cellular and Molecular Life Scinces, 59 (4), 627-647.doi: 10.1007/s00018-002-8454-2
Shiyntum, H.N., & Ushakovа, G.A. (2015). Protective/detoxicative function of metallothionein in the rat brain and blood induced by controlled cadmium doses. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Med., 6 (2), 103-107.doi:10.15421/021519
Waalkes, M.P. (2003). Cadmium carcinogenesis. Mutation Research, 533, 107-120. doi:10.1016/j.mrfmmm.2003.07.011
Festing, S., & Wilkinson, R. (2007). The ethics of animal research. Talking Point on the use of animals in scientific research. EMBO Reports, 8 (6), 526-530. doi: 10.1038/sj.embor.7400993
Fomenko, O.Z., Ushakova, H.O., & Piyerzhynovskyi, S.H. (2011). Astroglial proteins in the rat brain in experimental chronic hepatitis condition and 2-oxoglutarate effect. Ukr. Biochem. Zh., 83 (1), 69-75. (In Ukrainian).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21800651
Choudhuri, S., Kramer, K.K., Berman, N.E.J., Dalton, T.P., Andrews, G.K., & Klaassen, C.D. (1995). Constitutive expression of metallothionein genes in mouse brain. Toxicology and Applied Pharmacology, 131 (1), 144-154.doi: 0041-008X/95
Ono, S.I., & Cherian, M.G. (1999). Regional distribution of metallothionein, zinc, and copper in the brain of different strains of rats. Biological Trace Elemements Research, 69 (2), 151-159.doi: 10.1007/BF02783866
Toda, C., Santoro, A., Kim, J. D., & Diano, S. (2017). POMC Neurons: From Birth to Death.Annual Review of Physiology, 79 (1), 209-236. doi: 10.1146/annurev-physiol-022516-034110
Pfisterer, U., & Khodosevich, K. Neuronal survival in the brain: neuron type-specific mechanisms. Cell Death &Disease, 8 (3), e2643.doi: 10.1038/cddis.2017.64
Klaassen, C.D., Liu, J., & Diwan, B.A. (2009). Metallothionein protection of cadmium toxicity. Toxicology and Applied Pharmacology, 238 (3), 215-220.doi: 10.1016/j.taap.2009.03.026
Nair, A.R., DeGheselle, O., Smeets, K., Van Kerkhove, E., & Cuypers, Ann. (2013). Cadmium-induced pathologies: where is the oxidative balance lost (or not)? International Journal of Molecular Sciences, 14, 6116-6143; doi:10.3390/ijms14036116
Wang, Y., Goodrich, J.M., Gillespie, B., Werner, R., Basu, N., & Franzblau, A. (2012). An investigation of modifying effects of metallothionein single-nucleotide polymorphisms on the association between mercury exposure and biomarker levels. Environ. Health Perspect, 12 (4), 530-534.doi: 10.1289/ehp.1104079
Kar, R., Garg, S., Halder, S., Galav, V., Chandra, N., & Mehndiratta, M. (2015). Cadmium exposure induces oxidative stress by decreasing expression of antioxidant enzymes in mice liver. International Journal of Clinical Biochemistry and Research, 2 (2), 89-96. https://www.researchgate.net/publication/282862744_CADMIUM_EXPOSURE_INDUCES_STRESS_BY_DECREASING_EXPRESSION_OF_ANTIOXIDANT_ENZYMES_IN_MICE_LIVER
Baird, S.K., Kurz, T., & Brunk, U.T. (2006). Metallothionein protects against oxidative stress-induced lysosomal destabilization. Biochem. J., 394, 275-283. doi:10.1042/BJ20051143
