nefrНефрологияNephrology (Saint-Petersburg)1561-62742541-9439Pavlov First Saint-Petersburg State Medical University10.24884/1561-6274-2017-21-1-80-86nefr-227Research ArticleЖУРНАЛ В ЖУРНАЛЕ (актуальные вопросы урологии, педиатрии, гериатрии)JOURNAL IN THE JOURNAL (ACTUAL PROBLEMS OF UROLOGY, PEDIATRICS, GERIATRICS)ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ НА ЭКСПРЕССИЮ АПОПТОЗ-РЕГУЛИРУЮЩИХ ГЕНОВ В ПОЧЕЧНОЙ ТКАНИ БОЛЬНЫХ С ПОЧЕЧНО-КЛЕТОЧНЫМ РАКОМEFFECT OF THERMAL ISCHEMIA-REPERFUSION ON EXPRESSION OF APOPTOSIS-REGULATING GENES IN THE RENAL TISSUE OF PATIENTS WITH RENAL CELL CARCINOMAКутилинД. С.KutilinD. S.

Денис Сергеевич Кутилин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.

Лаборатория молекулярной онкологии

344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, д. 63.

Denis S. Kutilin PhD

Laboratory of Molecular Oncology

344037, g. Rostov-na-Donu, ul. 14 liniia, 63 

k.denees@yandex.ruДимитриадиС. Н.DimitriadiS. N.

Сергей Николаевич Димитриади, старший научный сотрудник, врач-уролог, доктор медицинских наук

Отделение онкоурологии

344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, д. 63. 

Senior research scientist Sergey N. Dimitriadi MD, PhD, DMedSci 

Department oncourology. 

344037, g. Rostov-na-Donu, ul. 14 liniia, 63

dimitriadi@yandex.ruВодолажскийД. И.VodolazhskyD. I.

Дмитрий Игоревич Водолажский, кандидат биологических наук. 

Лаборатория молекулярной онкологии, руководитель

344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, д. 63. 

Dmitrii I. Vodolazhsky, PhD 

Laboratory of molecular Oncology, chief. 

344037, g. Rostov-na-Donu, ul. 14 liniia, 63

dvodolazhsky@gmail.comФранциянцЕ. М.FrantsiyantsE. M.

Елена Михайловна Франциянц, доктор биологических наук. 

Лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, руководитель 

344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, д. 63. 

Helena M. Frantcyantc PhD, DBiolSci

Laboratory study of the pathogenesis of malignant tumors, chief 

344037, g. Rostov-na-Donu, ul. 14 liniia, 63

gormon@yandex.ruКитО. И.KitO. I.

Профессор Олег Иванович Кит, доктор медицинских наук, директор.

344037, г. Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, д. 63.

Prof. Oleg I. Kit MD, PhD, DMedSci, director.

344037, g. Rostov-na-Donu, ul. 14 liniia, 63

onko-sekretar@mail.ruРостовский научно-исследовательский онкологический институтРоссияRostov research institute of oncologyRussian Federation2017030320172118086Copyright © Кутилин Д.С., Димитриади С.Н., Водолажский Д.И., Франциянц Е.М., Кит О.И., 20172017Кутилин Д.С., Димитриади С.Н., Водолажский Д.И., Франциянц Е.М., Кит О.И.Kutilin D.S., Dimitriadi S.N., Vodolazhsky D.I., Frantsiyants E.M., Kit O.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.nephrolog.ru/jour/article/view/227

Расширение представлений о молекулярных механизмах повреждающего действия тепловой ишемии с реперфузией на почечную ткань больных раком почки имеет значительные перспективы для новых терапевтических подходов, направленных на повышение качества лечения. ЦЕЛЬ: изучение изменения экспрессии апоптоз-регулирующих генов MDM 2, BAX, CASP7, CASP3, CASP8, CASP9, BCL2, CASP8/FADD, p53, APAF1, AIFM1, ICAD и XIAP в почечной ткани больных с почечно-клеточным раком, подвергнутой действию ишемии и реперфузии. ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ. Для исследования использовали биоптаты тканей 12 пациентов с гистологически подтвержденным диагнозом рак почки. Пункционную биопсию проводили до остановки кровоснабжения, на 10-й минуте ишемии и через 20 мин после восстановления кровотока в почке. Относительную экспрессию генетических локусов определяли методом ПЦР в реальном времени. РЕЗУЛЬТАТЫ. Обнаружено: 1) отсутствие на 10-й минуте ишемии достоверных отличий транскриптомного профиля большинства исследованных нами генов от аналогичных показателей до проведения ишемии, за исключением снижения экспрессии гена CASP7 и ICAD; 2) достоверное увеличение экспрессии как про-апоптозных генов (BAX, CASP3 и 7, p53 и APAF1), так и антиапоптозных генов (XIAP, MDM2 и BCL2) через 20 мин после восстановления кровотока в тканях почки; 3) изменение в балансе экспрессии пар прои антиапоптозных генов p53/MDM2 и Bax/ BCL2 на 10-й минуте ишемии и через 20 мин после восстановления кровотока. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные данные характеризуют транскриптомное состояния почечной ткани в ранний период после ишемии и восстановления в ней кровотока как инициаторную точку сдвига баланса прои антиапоптозных генов. 

Improved knowledge of molecular mechanisms of the damaging effect of thermal ischemia and reperfusion to renal tissue of patients with renal cancer has significant prospects for new therapeutic approaches aimed at enhancing quality of care. THE AIM: to study changes in the expression of apoptosis-regulating genes MDM 2, BAX, CASP7, CASP3, CASP8, CASP9, BCL2, CASP8 / FADD, p53, APAF1, AIFM1, ICAD and XIAP in renal tissue of patients with renal cell carcinoma subjected to the action of ischemia and reperfusion. PATIENTS AND METHODS. We used for the study tissue biopsies of 12 patients with histologically confirmed diagnosis of renal cancer. Needle biopsy was performed before stop the blood supply, for 10 minutes of ischemia and 20 minutes after reperfusion in the kidney. The relative expression of genetic loci was determined by real-time PCR. RESULTS. It was found: 1) absence from the 10th minute of ischemia significant differences transcriptome profile of the majority of investigated genes from similar parameters prior to ischemia, with the exception of reducing expression of genes CASP7 and ICAD; 2) a significant increase in expression of pro-apoptotic genes (BAX, CASP3/7, APAF1 and p53), and anti-apoptotic genes (XIAP, MDM2 and BCL2) 20 minutes after reperfusion of the kidney tissue; 3) a changes in the balance of expression of pairs of proand anti-apoptotic genes p53 / MDM2 and Bax / BCL2 in the 10th minute of ischemia and 20 minutes after reperfusion. CONCLUSION. These data characterize transcriptomic state of renal tissue in the early period after ischemia and restore the blood flow in it as the initiation point shift the balance of proand anti-apoptotic genes. 

рак почкиишемияреперфузияэкспрессия геновапоптозrenal cancerischemiareperfusionthe expression of genesapoptosisReferencesМатвеев ВБ, Перлин ДВ, Фигурин КМ, Волкова МИ. Органосохраняющее лечение рака почки. Практ онкол 2005; (3):162-166 [Matveev VB, Perlin DV, Figurin KM, Volkova MI. Organosohranyayuschee lechenie raka pochki. Prakticheskaya onkologiya 2005; (3):162-166]Матвеев ВБ, Перлин ДВ, Фигурин КМ, Волкова МИ. Органосохраняющее лечение рака почки. Практ онкол 2005; (3):162-166 [Matveev VB, Perlin DV, Figurin KM, Volkova MI. Organosohranyayuschee lechenie raka pochki. Prakticheskaya onkologiya 2005; (3):162-166]Смирнов АВ, Каюков ИГ, Добронравов ВА, Румянцев АШ. Острое повреждение почек: концептуальные проблемы. Нефрология 2014;18(2):8-24 [Smirnov AV, Kaiukov IG, Dobronravov VA, Rumyantsev ASh. Ostroe povrezhdenie pochek: kontceptualnye problemy. Nefrologiia 2014;18(2):8-24]Смирнов АВ, Каюков ИГ, Добронравов ВА, Румянцев АШ. Острое повреждение почек: концептуальные проблемы. Нефрология 2014;18(2):8-24 [Smirnov AV, Kaiukov IG, Dobronravov VA, Rumyantsev ASh. Ostroe povrezhdenie pochek: kontceptualnye problemy. Nefrologiia 2014;18(2):8-24]Liano F, Pascual J. Madrid acute renal failure study group. Epidemiology of acute renal failure: A prospective, multicenter, community-based study. Kidney Int 1996; (50): 811–818Liano F, Pascual J. Madrid acute renal failure study group. Epidemiology of acute renal failure: A prospective, multicenter, community-based study. Kidney Int 1996; (50): 811–818Sheridan AM, Bonventre JV: Cell biology and molecular mechanisms of injury in ischemic acute renal failure. Curr Opin Nephrol Hypertens 2000; (9): 327–434Sheridan AM, Bonventre JV: Cell biology and molecular mechanisms of injury in ischemic acute renal failure. Curr Opin Nephrol Hypertens 2000; (9): 327–434Zhang Y, Fu Z, Zhong Z et al. Hypothermic Machine Perfusion Decreases Renal Cell Apoptosis During Ischemia/Reperfusion Injury via the Ezrin/AKT Pathway. Artificial Organs 2015 doi: 10.1111/aor.12534Zhang Y, Fu Z, Zhong Z et al. Hypothermic Machine Perfusion Decreases Renal Cell Apoptosis During Ischemia/Reperfusion Injury via the Ezrin/AKT Pathway. Artificial Organs 2015 doi: 10.1111/aor.12534Burns AT, Davies DR, McLaren AJ et al: Apoptosis in ischemia/reperfusion injury of human renal allografts. Transplantation 1998;(66): 872–876Burns AT, Davies DR, McLaren AJ et al: Apoptosis in ischemia/reperfusion injury of human renal allografts. Transplantation 1998;(66): 872–876Becker F. Assessing the impact of ischemia time during partial nephrectomy. European Urology 2009; (56): 625–635Becker F. Assessing the impact of ischemia time during partial nephrectomy. European Urology 2009; (56): 625–635Tompson RH, Lane BR, Lohse CM et al: Renal function after partial nephrectomy: effect of warm ischemia relative to quantity and quality of preserved kidney. Urology 2012; 79(2): 356–360Tompson RH, Lane BR, Lohse CM et al: Renal function after partial nephrectomy: effect of warm ischemia relative to quantity and quality of preserved kidney. Urology 2012; 79(2): 356–360Мосоян МС. Открытая, лапароскопическая и роботассистированная нефрэктомия при локализованном раке почки: что предпочесть? Нефрология 2014;18(6):76-81 [Mosoian MS. Otkrytaia, laparoskopicheskaia i robot-assistirovannaia nefrektomiia pri lokalizovannom rake pochki: chto predpochest? Nefrologia 2014;18(6):76-81]Мосоян МС. Открытая, лапароскопическая и роботассистированная нефрэктомия при локализованном раке почки: что предпочесть? Нефрология 2014;18(6):76-81 [Mosoian MS. Otkrytaia, laparoskopicheskaia i robot-assistirovannaia nefrektomiia pri lokalizovannom rake pochki: chto predpochest? Nefrologia 2014;18(6):76-81]Sims NR, Muyderman H. Mitochondria, oxidative metabolism and cell death in stroke. Biochimica et Biophysica Acta 2010; 1802 (1): 80–91 11. Eckardt K-U, Bernhardt WW, Weidemann A et al. Role of hypoxia in the pathogenesis of renal disease. Kidney Int 2005; 68:46–51Sims NR, Muyderman H. Mitochondria, oxidative metabolism and cell death in stroke. Biochimica et Biophysica Acta 2010; 1802 (1): 80–91 11. Eckardt K-U, Bernhardt WW, Weidemann A et al. Role of hypoxia in the pathogenesis of renal disease. Kidney Int 2005; 68:46–51Chomczynski P, Sacchi N. The single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction: twenty-something years on. Nature Protocols 2006; 2: 581-585Chomczynski P, Sacchi N. The single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction: twenty-something years on. Nature Protocols 2006; 2: 581-585Schmittgen TD, Livak KJ. Analyzing real-time PCR data by the comparative CT method. Nature Protocols 2008; 3: 1101-1108Schmittgen TD, Livak KJ. Analyzing real-time PCR data by the comparative CT method. Nature Protocols 2008; 3: 1101-1108Коган МИ, Чибичян МБ, Водолажский ДИ. Изменение экспрессии генетических локусов в мононуклеарной фракции периферической крови больных раком предстательной железы. Клин онкол 2012; 5: 59-60 [Kogan MI, Chibichyan MB, Vodolazhskii DI. Izmenenie ekspressii geneticheskih lokusov v mononuklearnoi fraktsii perifericheskoi krovi bol’nih rakom predstatel’noi zhelezi. Klinicheskaya onkologiya 2012; 5: 59-60]Коган МИ, Чибичян МБ, Водолажский ДИ. Изменение экспрессии генетических локусов в мононуклеарной фракции периферической крови больных раком предстательной железы. Клин онкол 2012; 5: 59-60 [Kogan MI, Chibichyan MB, Vodolazhskii DI. Izmenenie ekspressii geneticheskih lokusov v mononuklearnoi fraktsii perifericheskoi krovi bol’nih rakom predstatel’noi zhelezi. Klinicheskaya onkologiya 2012; 5: 59-60]Irmler M, Thome M, Hahne M et al. Inhibition of death receptor signals by cellular FLIP. Nature 1997; 388(6638):190-195Irmler M, Thome M, Hahne M et al. Inhibition of death receptor signals by cellular FLIP. Nature 1997; 388(6638):190-195Liston P, Roy N, Tamai K et al. Suppression of apoptosis in mammalian cells by NAIP and a related family of IAP genes. Nature 1996; 379 (6563): 349–353Liston P, Roy N, Tamai K et al. Suppression of apoptosis in mammalian cells by NAIP and a related family of IAP genes. Nature 1996; 379 (6563): 349–353Deveraux QL, Reed JC. IAP family proteins – suppressors of apoptosis. Genes Dev 1999; 13 (3): 239–252Deveraux QL, Reed JC. IAP family proteins – suppressors of apoptosis. Genes Dev 1999; 13 (3): 239–252Marzo I, Brenner C, Zamzanii N. Bax and adenine nucleotide translocator cooperate in the mitochondrial control of apoptosis. Science 1998; 281: 2027-2031Marzo I, Brenner C, Zamzanii N. Bax and adenine nucleotide translocator cooperate in the mitochondrial control of apoptosis. Science 1998; 281: 2027-2031Schendel SL, Azirnov R, Pawlowski K. Ion channel activity of the BH3 only Bcl2 family member, BID. J Biol Chem 1999; 274: 21932-21936Schendel SL, Azirnov R, Pawlowski K. Ion channel activity of the BH3 only Bcl2 family member, BID. J Biol Chem 1999; 274: 21932-21936Lakin ND, Stephen PJ. Regulation of p53 in response to DNA damage. Oncogene 1999; 18(53): 7644-7655Lakin ND, Stephen PJ. Regulation of p53 in response to DNA damage. Oncogene 1999; 18(53): 7644-7655Read AP, Strachan T. Human molecular genetics, 2nd ed. New York: Wiley, 1999Read AP, Strachan T. Human molecular genetics, 2nd ed. New York: Wiley, 1999Мартынова ЕА. Регуляция активности каспаз в апоптозе. Биоорганическая химия 2003; 29(5): 518-543. [Martynova EA. Reguljacija aktivnosti kaspaz v apoptoze. Bioorganicheskaja himija 2003; 29(5): 518-543]Мартынова ЕА. Регуляция активности каспаз в апоптозе. Биоорганическая химия 2003; 29(5): 518-543. [Martynova EA. Reguljacija aktivnosti kaspaz v apoptoze. Bioorganicheskaja himija 2003; 29(5): 518-543]Ferreira P, Villanueva R, Martínez-Júlvez M et al. Structural insights into the coenzyme mediated monomer-dimer transition of the pro-apoptotic apoptosis inducing factor. Biochemistry 2014; 53 (25): 4204-4215Ferreira P, Villanueva R, Martínez-Júlvez M et al. Structural insights into the coenzyme mediated monomer-dimer transition of the pro-apoptotic apoptosis inducing factor. Biochemistry 2014; 53 (25): 4204-4215

The authors declare that there are no conflicts of interest present.