Данный проект направлен на изучение молекулярных механизмов регуляции проницаемости эпителиального барьера толстой кишки. Исследование, проведенное соискателем в рамках инициативного проекта СПбГУ – «Структурно-функциональные изменения в толстой кишке крыс при экспериментальном канцерогенезе» позволило освоить методику электрофизиологического исследования в камерах Уссинга на препаратах изолированной кишки лабораторных животных (крыс) и получить приоритетные данные о барьерных свойствах эпителия толстой кишки крыс при 1,2-диметилгидразин индуцированном канцерогенезе (Bekusova et al, 2018, Cancer Biology and Medicine, SJR 1,4, (Q1), в печати). Для того, чтобы объяснить полученные результаты необходимо продолжить работу исследованием молекулярных механизмов, лежащих в основе нарушения барьерной функции толстой кишки (РТК). Для этого целесообразно исследовать действие медиаторов энтеральной нервной системы (симпатомиметиков) и простагландина Е2 на проницаемость эпителия толстой кишки и изучить механизмы их физиологического или патофизиологического действия. В рамках инициативного проекта СПбГУ «Исследование проницаемости толстой кишки крысы при экспериментальном канцерогенезе» (Руководитель проекта – Бекусова В.В.) проводится исследование молекулярных основ проницаемости кишечного барьера на лабораторных животных - крысах. Для объективного анализа физиологического действия исследуемых регуляторных факторов необходимо провести сравнительный анализ их эффектов также и на других объектах исследования. На базе Института Ветеринарной физиологии Свободного университета Берлина имеется возможность проведения исследования на изолированном эпителии толстой кишки свиньи, что дает уникальную возможность осуществления сравнительного анализа данных, полученных на представителях разных семейств млекопитающих (грызунов и нежвачных парнокопытных). Результаты исследования могут быть включены в учебные курсы «Эволюционная физиология» для студентов 4 курса бакалавриата (доц. Бекусова В.В.). Сотрудничество с лабораторией Ветеринарной медицины Института Ветеринарной физиологии Свободного университета Берлина, обусловленное взаимной заинтересованностью и многолетним взаимодействием с коллективом кафедры общей физиологии СПбГУ, будет способствовать интенсификации научной работы с целью повышения эффективности решения поставленных задач.
The main aim of the project is studying molecular mechanisms of regulation the permeability of the intestinal epithelial barrier. The background research which has been run by the applicant was the initiative project of St. Petersburg State University - "Structural and functional changes of the large intestine under experimental carcinogenesis in rats". This activity has made possible to get skills of method of electrophysiological investigation with Ussing chambers and to obtain priority results (Bekusova et al, 2018, Cancer Biology and Medicine, SJR 1.4, (Q1), in press). In order to explain the obtained results of the study of large intestine barrier function under 1,2-dimethylhydrazine-induced carcinogenesis in rats, it is necessary to continue the work studying probable molecular mechanisms which may be the cause of the injury the barrier function. For this purpose it is necessary to investigate effects of mediators the enteral nervous system (sympathomimetics) and prostaglandin E2 to the permeability of the colon and to study the mechanisms of their physiological or pathophysiological action. In the framework of the "Study of the large intestine permeability under experimental carcinogenesis" (initiative project of SPbGU , V.V. Bekusova is a chief), the molecular basis of the permeability is studying in the laboratory of prof. Markov A.G. in rats. For the objective analysis of physiological effects of the regulatory factors, it is necessary to carry out a comparative analysis of their effects with using different experimental objects. Based on the facilities of Institute of Veterinary Physiology it is possible to extend the research using isolated colon epithelium in pig, which provides unique opportunity for comparative analysis for animals, who are belonging to different families of mammals (rodents and non-ruminant artiodactyls). The results of the study can be included in the lecture course "Evolutionary Physiology" for the students of the 4th year of bachelor's degree (author - Associate Professor Bekusova V.V.). The planned activities to attract the additional funding are to find grants based on implementation of future publications.
Толстая кишка (ТК) в норме обладает выраженными барьерными свойствами, обусловленными избирательной проницаемостью клеточных мембран колоноцитов и плотными контактами между отдельными эпителиальными клетками. Патофизиологические, в частности онкологические, процессы могут способствовать увеличению кишечной проницаемости и нарушать барьерную функцию ТК. Рак толстой кишки (РТК) является одним из самых распространенных злокачественных новообразований в современном мире, а проникновение некоторых веществ, таких как провоспалительные цитокины из просвета кишки в интерстициум и кровь или в противоположном направлении, может играть ключевую роль в канцерогенезе, способствуя развитию опухолей. Известно, что образование опухолей сопровождается повышенной проницаемостью плотных контактов, что может способствовать как прогрессии рака, в частности, метастазированию, так и иметь значение для его обнаружения и терапии.
В предыдущем исследовании на модели 1,2-диметилгидразин индуцированного РТК у крыс нами было показано, что барьерные свойства толстой кишки изменяются в зависимости от локализации опухоли.
Целью совместного с Институтом Ветеринарной физиологии Свободного университета Берлина проекта было изучить молекулярные механизмы регуляции проницаемости эпителиального барьера толстой кишки при канцерогенезе. Для этого целесообразным было исследовать экспрессию белков плотных контактов при РТК и действие растущих при раке биологически активных веществ, в частности, простагландина Е2 (PGE2), увеличивающегося в кишечной слизи при РТК.
1. Проведено исследование электрофизиологических свойств стенки толстой кишки под действием простагландина Е2 (PGE2), 2. Проведено исследование парацеллюлярной проницаемости для флуоресцеина стенки толстой кишки под действием простагландина Е2 (PGE2) 3. Проведен Вестерн-блот анализ экспрессии белков плотных контактов (клаудинов 1,2,3,4,5 и окллюдина) сегментов толстой кишки крыс при экспериментальном канцерогенезе (n по каждому белку=4), 3.1. Установлено достоверное увеличение содержания клаудина 2 в опухоли по сравнению с контролем, 3.2. Установлена тенденция к увеличению клаудинов 3,4 в опухоли по сравнению с контролем. 4. Подготовлен материал для проведения световой микроскопии сегментов восходящего и нисходящего отделов ободочной кишки (парафиновые блоки сегментов толстой кишки).
5. Результатом работы над проектом явилось получение гранта РФФИ RFBR_a_2020-1, ID: 50758278
Совместно с профессором Salah Amasheh на основании договора и с привлечением средств гранта финансирования Института Ветеринарной физиологии Свободного университета Берлина
| Short title | Involvement of TJ-protein in the regulation of intestinal permeability |
|---|
| Acronym | Exchange 2018 |
|---|
| Status | Finished |
|---|
| Effective start/end date | 1/11/18 → 30/11/18 |
|---|
