Ключові слова
циклооксигеназа
виразковий коліт
щури
Як цитувати
Анотація
Вступ. У статті досліджено зміни вмісту простагландинів та циклооксигеназ (ЦОГ) в тканині товстої кишки при виразковому коліті, індукованому 2,4-Dinitrobenzenesulfonic acid (DNBS) у 50% розчині етанолу. На підставі отриманих результатів автори роблять висновок, що зміни вмісту досліджених параметрів, за виключенням PGI2, обумовлені дією етанолу, а не DNBS. Обидві ізоферменті форми ЦОГ експресуються в тканині товстої кишки за нормальних умов та знижуються при виразковому коліті.
Мета. Визначити вміст простаноїдів (PGE2, PGI2, PGF2α, TBX2 та 8-ізо-PGF2α) та ЦОГ-1 та -2 у тканині товстої кишки при експериментальному виразковому коліті.
Матеріали та методи. На трьох групах статевозрілих лабораторних щурів обох статей популяції WAG (перша контрольна група – інтраректальне введення 0,9% фізіологічного розчину; друга контрольна група – введення 50% розчину етанолу; експериментальна група – введення DNBS у 50% розчині етанолу) проведено визначення вмісту простаноїдів та циклооксигеназ у тканині товстої кишки імуноферментним методом.
Результати. Вміст PGE2 та PGI2 у тканині товстої кишки щурів дослідної групи був статистично достовірно вищим порівняно з 1-ю та 2-ю контрольними групами. Вміст ПГЕ2 також був підвищений у 2-й контрольній порівняно з 1-ю контрольною групою. Збільшення PGI2 у 2-й контрольній групі порівняно з 1-ю контрольною групою не було значущим. Вміст TBX2 та PGF2α в дослідній та 2-й контрольній групах був достовірно нижчим порівняно з 1-м контролем. Рівень 8-ізо-PGF2α (простаноїду неферментативного походження) у щурів експериментальної групи був значно вищим порівняно з обома контрольними. Вміст 8-ізо-PGF2α у 2-й контрольній групі був значно вищим порівняно з 1-ю. Вміст обох ізоформ ЦОГ у тканині товстої кишки щурів дослідної та 2-ї контрольної груп був достовірно нижчим порівняно з 1-ю контрольною групою.
Висновки. Обидві ізоформи ЦОГ експресуються в товстій кишці контрольної групи, що вказує на участь ЦОГ-2 у підтримці фізіологічних функцій тканини товстої кишки за нормальних умов. Всі досліджувані зміни показників, крім PGI2, зумовлені етанолом, а не DNBS. І 50% етанол, і DNBS у 50% етанолі стимулюють перекисне окислення ліпідів, що підтверджено значним збільшенням вмісту 8-ізо-PGF2α. Зміни вмісту PGE2 та PGF2α на тлі зниження рівнів ЦОГ-1 та ЦОГ-2 при експериментальному виразковому коліті, швидше за все, є адаптивною реакцією, спрямованою на підтримку гомеостазу товстої кишки. Зміни вмісту PGI2 викликані DNBS, а не етанолом.
Посилання
Miao X-P., Ouyang Q., Li H-Y, Wen Z-H., Zhang D-K., Cui X-Y. (2008). Role of selective cyclooxygenase -2 inhibitors in exacerbation of inflammatory bowel disease: a systematic review and meta-analysis. Current Therapeutic Research, 69(3), 181-191. doi:10.1016/j.curtheres.2008.06.009.
Dai L., King D., Perera D. S., Lubowski D. Z., Burcher E., Liu L. (2015). Inverse expression of prostaglandin E2-related enzymes highlights differences between diverticulitis and inflammatory bowel disease. Dig Dis Sci., 60(5), 1236-46. doi: 10.1007/s10620-014-3478-7.
Park Y.S. (2007). COX-2 inhibitors in inflammatory bowel disease: friends or foes?, Korean J Gastroenterol., 50 (6), 350-355. PMID: 18159171
Lejeune M., Leung P., Beck P. L., Chadee K. (2010). Role of EP4 receptor and prostaglandin transporter in prostaglandin E2-induced alteration in colonic epithelial barrier integrity. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol., 299(5), G1097-105. doi: 10.1152/ajpgi.00280.2010
Nakase H, Fujiyama Y, Oshitani N, Oga T, Nonomura K, Matsuoka T, Esaki Y, Murayama T, Teramukai S, Chiba T, Narumiya S. (2010). Effect of EP4 agonist (ONO-4819CD) for patients with mild to moderate ulcerative colitis refractory to 5-aminosalicylates: a randomized phase II, placebo-controlled trial, Inflamm Bowel Dis., 16(5), 731-3. doi: 10.1002/ibd.21080
Ajuebor M. N., Singh A., Wallace J. L. (2000). Cyclooxygenase-2-derived prostaglandin D(2) is an early anti- inflammatory signal in experimental colitis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol., 279(1), G238-44. doi: 10.1152/ajpgi.2000.279.1.G238.
Zamuner S. R., Warrier N., Buret A. G., MacNaughton W. K, Wallace J. L. (2003). Cyclooxygenase 2 mediates post-inflammatory colonic secretory and barrier dysfunction. Gut., 52, 1714–1720. doi10.1136/gut.52.12.1714
Martín A.R., Villegas I., Sánchez-Hidalgo M., de la Lastra C.A. (2006). The effects of resveratrol, a phytoalexin derived from red wines, on chronic inflammation induced in an experimentally induced colitis model. Br J Pharmacol., 147(8), 873–885. doi: 10.1038/sj.bjp.0706469
Dong WG., Mei Q., Yu JP, Xu JM, Xiang L., Xu Y. (2003). Effects of melatonin on the expression of iNOS and COX-2 in rat models of colitis. World J Gastroenterol, 9 (6), 1307-1311. doi: 10.3748/wjg.v9.i6.1307
Maseda D., Ricciotti, E. (2020). NSAID-Gut Microbiota Interactions. Front Pharmacol, Aug 7:11 11, 1153. doi: 10.3389/fphar.2020.01153.
Kirkby N.S., Chan M.V., Zaiss A.K., Garcia-Vaz E., Jiao J., Berglund L.M., Verdu E.F., Ahmetaj-Shala B., Wallace J.L., Herschman H.R., Gomez M.F., Mitchell J.A. (2016). Systematic study of constitutive cyclooxygenase-2 expression: Role of NF-κB and NFAT transcriptional pathways. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Dec 28, 113 (2), 434-439. doi: 10.1073/pnas.1517642113
Zielińska A.K., Sałaga M., Siwiński P., Włodarczyk M., Dziki A., Fichna J. (2021). Oxidative Stress Does Not Influence Subjective Pain Sensation in Inflammatory Bowel Disease Patients. Antioxidants (Basel), 10(8), 1237. doi: 10.3390/antiox10081237
Wallace, J.L., Le. T., Carter, L., Appleyard, C.B., & Beck, P.L. (1995). Hapten-induced chronic colitis in the rat: Alternatives to trinitrobenzene sulfonic acid. J. Pharmacol. Toxicol. Methods, 33(4), 237-239. DOI: 10.1016/1056- 8719(95)00001-x
Sanovic S., Lamb D.P., Blennerhassett M.G. (1999). Damage to the Enteric Nervous System in Experimental Colitis. The American Journal of Pathology, 155(4), 1051-1057. doi: 10.1016/S0002-9440(10)65207-8
Morampudi V., Bhinder G., Wu X., DaiC., Sham Ho P., Vallance B. A., Jacobson R. (2014). DNBS/TNBS colitis models: providing insights into inflammatory bowel disease and effects of dietary fat. J. Vis. Exp., 27(84), e51297. doi: 10.3791/51297
Norel X., Sugimoto Y., Ozen G., Abdelazeem H., Amgoud Y., Bouhadoun A., Bassiouni W., Goepp M., Mani S., Manikpurage H., Senbel A., Longrois D., Heinemann A., Yao C., Clapp L.H. (2020). International Union of Basic and Clinical Pharmacology. CIX. Differences and Similarities between Human and Rodent Prostaglandin E2 Receptors (EP1-4) and Prostacyclin Receptor (IP): Specific Roles in Pathophysiologic Conditions. Pharmacol Rev., 72(4), 910-968. doi: 10.1124/pr.120.019331.
Bjarnason I., Scarpignato C., Holmgren E., Olszewski M., Rainsford K. D., Lanas A. (2018). Mechanisms of Damage to the Gastrointestinal Tract From Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs. Gastroenterology, 154, 500–514. 10.1053/j.gastro.2017.10.049
Fornai M., Blandizzi C., Antonioli L., Colucci R., Bernardini N., Segnani C., De Ponti F., Tacca G.M. (2006). Differential role of cyclooxygenase 1 and 2 isoforms in the modulation of colonic neuromuscular function in experimental inflammation. J Pharmacol Exp Ther., 317, 938–945. doi:10.1124/jpet.105.098350
Takeuchi K., Amagase K. (2018). Roles of Cyclooxygenase, Prostaglandin E2 and EP Receptors in Mucosal Protection and Ulcer Healing in the Gastrointestinal Tract. Curr. Pharm., 24 (18), 2002–2011. doi: 10.2174/1381612824666180629111227
Gao L, Yu Q, Zhang H, Wang Z, Zhang T, Xiang J, Yu S, Zhang S, Wu H, Xu Y, Wang Z, Shen L, Shu G, Chen YG, Liu H, Shen L, Li B. (2021). A resident stromal cell population actively restrains innate immune response in the propagation phase of colitis pathogenesis in mice. Sci Transl Med., Jul 21, 13(603), eabb5071. doi: 10.1126/scitranslmed.abb5071.
Porras M., Martín M.T., Torres R., Vergara P. (2006). Cyclical upregulated iNOS and long-term downregulated nNOS are the bases for relapse and quiescent phases in a rat model of IBD. Gastrointestinal and Liver Physiology, 290(3), G423-430. doi.org/10.1152/ajpgi.00323.2005
Sigthorsson G., Simpson R.J., Walley M., Anthony A., Foster R., Hotz-Behoftsitz Ch., Palizban A., Pombo J., Watts Jo, Morham S.G., Bjarnason, I. (2002). COX-1 and 2, intestinal integrity, and pathogenesis of nonsteroidal anti-inflammatory drug enteropathy in mice. Gastroenterology, 122 (7), 1913-1923. doi: 10.1053/gast.2002.33647.
Otani T., Yamaguchi K., Scherl E., Du B., Tai H.H., Greifer M., Petrovic L., Daikoku T., Dey S.K., Subbaramaiah K., Dannenberg A.J. (2006). Levels of NAD(+)-dependent 15- hydroxyprostaglandin dehydrogenase are reduced in inflammatory bowel disease: evidence for involvement of TNF-alpha. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 290(2), G. 361-368. doi: 10.1152/ajpgi.00348.2005
Burakoff R., Nastos E., Won S. (1990). Effects of PGF2 alpha anGasd of indomethacin on rabbit small and large intestinal motility in vivo. Gastrointestinal and Liver Physiology, 258 (2), G231-237. doi.org/10.1152/ajpgi.1990.258.2.G231
Park C.G., Kim Y.D., Kim M.Y., Koh J.W., Jun J.Y., Yeum C.H., So I., Choi S. (2011). Effects of prostaglandin F2α on small intestinal interstitial cells of Cajal. World J Gastroenterol, 17(9), 1143–1151. doi: 10.3748/wjg.v17.i9.1143
Safdari B.K., Sia T.C., Wattchow D.A., Smid S.D. (2016). Effects of proinflammatoty cytokines, lipopolysaccharide and COX-2mediators on human colonic neuromuscular function and epithelial permeability. Cytokine, 83, 231-238. doi: 10.1016/j.cyto.2016.04.017.
Mizoguchi А. (2012). Animal Models of Inflammatory Bowel Disease. Atsushi Mizoguchi Progress in Molecular Biology and Translational Science, 105, 263-320. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394596-9.00009-3
Volkov V. I. (2000). Activity of the prostanoids system in inflammatory diseases of the colon. Klin Khir., 10, 30-1. PMID: 11247426
Hamabata T., Nakamura T., Masuko S., Maeda S., Murata T. (2018). Production of lipid mediators across different disease stages of dextran sodium sulfate-induced colitis in mice. J Lipid Res., 59, 586–595. doi:10.1194/jlr.M079095.
Takahashi K., Nammour T.M., Fukunaga M., Ebert J., Morrow J.D, Roberts L.J., Hoover R.L., Badr K.F. (1992). Glomerular actions of a free radical-generated novel prostaglandin, 8-epi-prostaglandin F2 alpha, in the rat. Evidence for interaction with thromboxane A2 receptors. J Clin Invest., 90(1), 136-141. https://doi.org/10.1172/JCI115826
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.