Selective Role of TNFα and IL10 in Regulation of Barrier Properties of the Colon in DMH-Induced Tumor and Healthy Rats

Standard

Selective Role of TNFα and IL10 in Regulation of Barrier Properties of the Colon in DMH-Induced Tumor and Healthy Rats. / Bekusova, Viktoria ; Zudova , Tatiana ; Fatyykhov, Ilyas ; Fedorova, Arina ; Amasheh, Salah ; Markov , Alexander G. .

In: International Journal of Molecular Sciences, Vol. 23, No. 24, 15610, 09.12.2022.

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

BibTeX

@article{53fd3376ec0e4daa8ac828b71f3b2739,

title = "Selective Role of TNFα and IL10 in Regulation of Barrier Properties of the Colon in DMH-Induced Tumor and Healthy Rats",

abstract = "Recently it has been reported that the tumor adjacent colon tissues of 1,2-dymethylhydrazine induced (DMH)-rats revealed a high paracellular permeability. We hypothesized that the changes might be induced by cytokines. Colorectal cancer is accompanied by an increase in tumor necrosis factor alpha (TNFα) and interleukin 10 (IL10) that exert opposite regulatory effects on barrier properties of the colon, which is characterized by morphological and functional segmental heterogeneity. The aim of this study was to analyze the level of TNFα and IL10 in the colon segments of DMH-rats and to investigate their effects on barrier properties of the proximal and distal parts of the colon in healthy rats. Enzyme immunoassay analysis showed decreased TNFα in tumors in the distal part of the colon and increased IL10 in proximal tumors and in non-tumor tissues. Four-hour intraluminal exposure of the colon of healthy rats with cytokines showed reduced colon barrier function dependent on the cytokine: TNFα decreased it mainly in the distal part of the colon, whereas IL10 decreased it only in the proximal part. Western blot analysis revealed a more pronounced influence of IL10 on tight junction (TJ) proteins expression by down-regulation of the TJ proteins claudin-1, -2 and -4, and up-regulation of occludin only in the proximal part of the colon. These data may indicate a selective role of the cytokines in regulation of the barrier properties of the colon and a prominent role of IL10 in carcinogenesis in its proximal part.",

keywords = "barrier properties, colon, heterogeneity, cytokines, Tumor necrosis factor-alpha, interleukin 10, tight junction proteins, 1,2-dimethylhydrazine, colorectal cancer, rat, barrier properties, colon, heterogeneity, cytokines, TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA INHIBITOR, interleukin 10, tight junction proteins, 1,2-dimethylhydrazine, colorectal cancer, rat, Rats, Colon/metabolism, Animals, Tumor Necrosis Factor-alpha/metabolism, Tight Junctions/metabolism, Tight Junction Proteins/metabolism, Colonic Neoplasms/chemically induced, Cytokines/metabolism, Interleukin-10/metabolism, tumor necrosis factor alpha",

author = "Viktoria Bekusova and Tatiana Zudova and Ilyas Fatyykhov and Arina Fedorova and Salah Amasheh and Markov, {Alexander G.}",

note = "Рак толстой кишки (РТК) характеризуется различным генезом, частотой возникновения и выживаемостью пациентов в зависимости от локализации опухолей – в проксимальном или дистальном отделе толстой кишки (ТК). Причины гетерогенности развития РТК и разной заболеваемости отделов ТК в настоящее время не установлены. Критерием молекулярных и функциональных изменений при РТК является нарушение ее барьерной функции, регулируемой компонентами опухолевого микроокружения, в частности, про- и противовоспалительными цитокинами, дисбаланс которых является одной из причин развития РТК. В работе впервые исследовано содержание представителей двух групп цитокинов - фактора некроза опухолей альфа (ФНОальфа) и интерлейкина 10 (ИЛ10), в сегментах ТК при 1,2-диметилгидразин (ДМГ) индуцированном канцерогенезе у крыс, а также влияние этих цитокинов на барьерные свойства разных отделов ТК у здоровых крыс. Использованная модель является наиболее адекватной моделью РТК человека, а полученные данные раскрывают возможную роль цитокинов в гетерогенности развитии РТК. Иммуноферментный анализ показал снижение ФНОальфа в опухолях дистального отдела ТК и повышение ИЛ10 в опухолях и неопухолевых тканях проксимального отдела ТК. Исследование параметров барьерных свойств ТК в камерах Уссинга показало, что воздействие цитокинов in vivo приводит к снижению барьерной функции ТК здоровых крыс, причем ФНОальфа снижал барьерные свойства преимущественно дистального отдела ТК, тогда как ИЛ10 снижал барьерные свойства только ее проксимального отдела. Вестерн-блот анализ выявил выраженное влияние ИЛ10 на уровень белков плотных контактов – снижение уровня клаудина-1, -2 и -4 и повышение окклюдина только в проксимальном отделе ТК. Эти данные свидетельствуют об избирательном действии цитокинов на барьерные свойства ТК и существенной роли ИЛ10 в регуляции процессов канцерогенеза в ее проксимальном отделе. Селективные эффекты цитокинов на барьерные свойства ТК могут обусловливать гетерогенность развития опухолей и разную частоту их возникновения в разных отделах ТК. ; null ; Conference date: 21-12-2022 Through 23-12-2022",

year = "2022",

month = dec,

day = "9",

doi = "10.3390/ijms232415610",

language = "English",

volume = "23",

journal = "International Journal of Molecular Sciences",

issn = "1422-0067",

publisher = "MDPI AG",

number = "24",

url = "https://mol-oncol.com/",

}

RIS

TY - JOUR

T1 - Selective Role of TNFα and IL10 in Regulation of Barrier Properties of the Colon in DMH-Induced Tumor and Healthy Rats

AU - Bekusova, Viktoria

AU - Zudova , Tatiana

AU - Fatyykhov, Ilyas

AU - Fedorova, Arina

AU - Amasheh, Salah

AU - Markov , Alexander G.

N1 - Рак толстой кишки (РТК) характеризуется различным генезом, частотой возникновения и выживаемостью пациентов в зависимости от локализации опухолей – в проксимальном или дистальном отделе толстой кишки (ТК). Причины гетерогенности развития РТК и разной заболеваемости отделов ТК в настоящее время не установлены. Критерием молекулярных и функциональных изменений при РТК является нарушение ее барьерной функции, регулируемой компонентами опухолевого микроокружения, в частности, про- и противовоспалительными цитокинами, дисбаланс которых является одной из причин развития РТК. В работе впервые исследовано содержание представителей двух групп цитокинов - фактора некроза опухолей альфа (ФНОальфа) и интерлейкина 10 (ИЛ10), в сегментах ТК при 1,2-диметилгидразин (ДМГ) индуцированном канцерогенезе у крыс, а также влияние этих цитокинов на барьерные свойства разных отделов ТК у здоровых крыс. Использованная модель является наиболее адекватной моделью РТК человека, а полученные данные раскрывают возможную роль цитокинов в гетерогенности развитии РТК. Иммуноферментный анализ показал снижение ФНОальфа в опухолях дистального отдела ТК и повышение ИЛ10 в опухолях и неопухолевых тканях проксимального отдела ТК. Исследование параметров барьерных свойств ТК в камерах Уссинга показало, что воздействие цитокинов in vivo приводит к снижению барьерной функции ТК здоровых крыс, причем ФНОальфа снижал барьерные свойства преимущественно дистального отдела ТК, тогда как ИЛ10 снижал барьерные свойства только ее проксимального отдела. Вестерн-блот анализ выявил выраженное влияние ИЛ10 на уровень белков плотных контактов – снижение уровня клаудина-1, -2 и -4 и повышение окклюдина только в проксимальном отделе ТК. Эти данные свидетельствуют об избирательном действии цитокинов на барьерные свойства ТК и существенной роли ИЛ10 в регуляции процессов канцерогенеза в ее проксимальном отделе. Селективные эффекты цитокинов на барьерные свойства ТК могут обусловливать гетерогенность развития опухолей и разную частоту их возникновения в разных отделах ТК.

PY - 2022/12/9

Y1 - 2022/12/9

N2 - Recently it has been reported that the tumor adjacent colon tissues of 1,2-dymethylhydrazine induced (DMH)-rats revealed a high paracellular permeability. We hypothesized that the changes might be induced by cytokines. Colorectal cancer is accompanied by an increase in tumor necrosis factor alpha (TNFα) and interleukin 10 (IL10) that exert opposite regulatory effects on barrier properties of the colon, which is characterized by morphological and functional segmental heterogeneity. The aim of this study was to analyze the level of TNFα and IL10 in the colon segments of DMH-rats and to investigate their effects on barrier properties of the proximal and distal parts of the colon in healthy rats. Enzyme immunoassay analysis showed decreased TNFα in tumors in the distal part of the colon and increased IL10 in proximal tumors and in non-tumor tissues. Four-hour intraluminal exposure of the colon of healthy rats with cytokines showed reduced colon barrier function dependent on the cytokine: TNFα decreased it mainly in the distal part of the colon, whereas IL10 decreased it only in the proximal part. Western blot analysis revealed a more pronounced influence of IL10 on tight junction (TJ) proteins expression by down-regulation of the TJ proteins claudin-1, -2 and -4, and up-regulation of occludin only in the proximal part of the colon. These data may indicate a selective role of the cytokines in regulation of the barrier properties of the colon and a prominent role of IL10 in carcinogenesis in its proximal part.

AB - Recently it has been reported that the tumor adjacent colon tissues of 1,2-dymethylhydrazine induced (DMH)-rats revealed a high paracellular permeability. We hypothesized that the changes might be induced by cytokines. Colorectal cancer is accompanied by an increase in tumor necrosis factor alpha (TNFα) and interleukin 10 (IL10) that exert opposite regulatory effects on barrier properties of the colon, which is characterized by morphological and functional segmental heterogeneity. The aim of this study was to analyze the level of TNFα and IL10 in the colon segments of DMH-rats and to investigate their effects on barrier properties of the proximal and distal parts of the colon in healthy rats. Enzyme immunoassay analysis showed decreased TNFα in tumors in the distal part of the colon and increased IL10 in proximal tumors and in non-tumor tissues. Four-hour intraluminal exposure of the colon of healthy rats with cytokines showed reduced colon barrier function dependent on the cytokine: TNFα decreased it mainly in the distal part of the colon, whereas IL10 decreased it only in the proximal part. Western blot analysis revealed a more pronounced influence of IL10 on tight junction (TJ) proteins expression by down-regulation of the TJ proteins claudin-1, -2 and -4, and up-regulation of occludin only in the proximal part of the colon. These data may indicate a selective role of the cytokines in regulation of the barrier properties of the colon and a prominent role of IL10 in carcinogenesis in its proximal part.

KW - barrier properties

KW - colon

KW - heterogeneity

KW - cytokines

KW - Tumor necrosis factor-alpha

KW - interleukin 10

KW - tight junction proteins

KW - 1,2-dimethylhydrazine

KW - colorectal cancer

KW - rat

KW - barrier properties

KW - colon

KW - heterogeneity

KW - cytokines

KW - TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA INHIBITOR

KW - interleukin 10

KW - tight junction proteins

KW - 1,2-dimethylhydrazine

KW - colorectal cancer

KW - rat

KW - Rats

KW - Colon/metabolism

KW - Animals

KW - Tumor Necrosis Factor-alpha/metabolism

KW - Tight Junctions/metabolism

KW - Tight Junction Proteins/metabolism

KW - Colonic Neoplasms/chemically induced

KW - Cytokines/metabolism

KW - Interleukin-10/metabolism

KW - tumor necrosis factor alpha

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/85cc8c1e-e108-30f9-8466-578f4630828c/

U2 - 10.3390/ijms232415610

DO - 10.3390/ijms232415610

M3 - Article

C2 - 36555251

VL - 23

JO - International Journal of Molecular Sciences

JF - International Journal of Molecular Sciences

SN - 1422-0067

IS - 24

M1 - 15610

Y2 - 21 December 2022 through 23 December 2022

ER -

ID: 100990470