Вовлечение ERK MAPK каскада в формирование спаечного процесса в брюшной полости

Обоснование. ERK1 и ERK2 (extracellular signal-regulated kinase) представляют собой родственные протеин-серин/треониновые киназы, которые участвуют в регуляции клеточного цикла, миграции и выживания клеток, дифференциации, метаболизма, пролиферации. Перспективна оценка данного каскада для определения возможности воздействия на патологические состояния посредством регуляции ERK1/2.

Цель исследования: оценка вовлечения ERK MAPK каскада в развитие спаечного процесса в брюшной полости.

Методы. Эксперименты проводились на самцах крыс линии Вистар. Моделировали спаечный процесс в брюшной полости (n = 40). Сроки исследования – от 2 часов до 30 суток. В качестве контроля исследованы образцы тканей 5 интактных животных.  Готовили гистологические срезы, которые окрашивали гистохимически на ERK1. Оценивали экспрессию ERK1 и ERK2 с помощью ПЦР.

Результаты. Методом ПЦР установлено вовлечение в процесс как ERK1, так и ERK2 каскада, причём, судя по изменению экспрессии генов, вовлечение последнего в процесс происходит более активно. Гистохимическое исследование подтвердило участие ERK каскадов в управлении репарацией при повреждении серозной оболочки.  Гистохимически выявлено повышение экспрессии ERK1 с двумя пиками активности – на  1 и 30 суток. 

Заключение. Наши данные устанавливают многоканальное управление репаративным процессом в зоне повреждения серозной оболочки с вовлечением как р38, так и ERK MAPK каскадов, что важно учитывать при разработке способов воздействия на процесс ранозаживления в брюшной полости.

1. Roskoski R. ERK1/2 MAP kinases: structure, function, and regulation. Pharmacol Res. 2012; 66(2): 105-143. doi: 10.1016/j.phrs.2012.04.005

2. Konstantinou E, Zagoriti Z, Pyriochou A, Poulas K. Microcurrent stimulation triggers MAPK signaling and TGF-β1 release in fibroblast and osteoblast-like cell lines. Cells. 2020; 9(9): 1924. doi: 10.3390/cells9091924

3. Makino T, Jinnin M, Muchemwa FC, Fukushima S, Kogushi-Nishi H, Moriya C, et al. Basic fibroblast growth factor stimulates the proliferation of human dermal fibroblasts via the ERK1/2 and JNK pathways. Br J Dermatol. 2010; 162(4): 717-723. doi: 10.1111/j.1365-2133.2009.09581.x

4. Weng C-H, Li Y-J, Wu H-H, Liu S-H, Hsu H-H, Chen Y-C, et al. Interleukin-17A induces renal fibrosis through the ERK and Smad signaling pathways. Biomed Pharmacother. 2020; 123: 109741. doi: 10.1016/j.biopha.2019.109741

5. Fujiwara T, Kanazawa S, Ichibori R, Tanigawa T, Magome T, Shingaki K, et al. L-arginine stimulates fibroblast proliferation through the GPRC6A-ERK1/2 and PI3K/Akt pathway. PLoS One. 2014; 9(3): e92168. doi: 10.1371/journal.pone.0092168

6. Voisin L, Saba-El-Leil MK, Julien C, Frémin C, Meloche S. Genetic demonstration of a redundant role of extracellular signalregulated kinase 1 (ERK1) and ERK2 mitogen-activated protein kinases in promoting fibroblast proliferation. Mol Cell Biol. 2010; 30(12): 2918-2932. doi: 10.1128/MCB.00131-10

7. Li F, Fan C, Zeng B, Zhang C, Chai Y, Liu S, Ouyang Y. Celecoxib suppresses fibroblast proliferation and collagen expression by inhibiting ERK1/2 and SMAD2/3 phosphorylation. Mol Med Rep. 2012; 5(3): 827-831. doi: 10.3892/mmr.2011.722

8. Li N, Wang Z, Sun T, Lei Y, Liu X, Li Z. Apigenin alleviates renal fibroblast activation through AMPK and ERK signaling pathways in vitro. Curr Pharm Biotechnol. 2020; 21(11): 1107-1118. doi: 10.2174/1389201021666200320140908

9. Song M, Finley SD. ERK and Akt exhibit distinct signaling responses following stimulation by pro- angiogenic factors. Cell Commun Signal. 2020; 18(1): 114. doi: 10.1186/s12964-020-00595-w

10. Kitanaka N, Nakano R, Sakai M, Kitanaka T, Namba S, Konno T, et al. ERK1/ATF-2 signaling axis contributes to interleukin-1β-induced MMP-3 expression in dermal fibroblasts. PLoS One. 2019; 14(9): e0222869. doi: 10.1371/journal.pone.0222869

11. Шурыгина И.А., Панасюк А.И., Дремина Н.Н., Каня О.В., Аюшинова Н.И., Шурыгин М.Г. Хронический аппендицит – отдельная нозологическая форма? Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал им. акад. Б.В. Петровского. 2018; 6(2): 55-58. doi: 10.24411/2308-1198-2018-12007

12. Аюшинова Н.И., Лепехова С.А., Шурыгина И.А., Рой Т.А., Шурыгин М.Г., Зарицкая Л.В., и др. Способ моделирования спаечного процесса в брюшной полости: Пат. № 2467401 Рос. Федерация. № 2011131678/14; заявл. 27.07.2011; опубл. 20.11.2012.

13. Аюшинова Н.И., Шурыгина И.А., Шурыгин М.Г., Лепехова С.А., Балыкина А.В., Малгатаева Е.Р. и др. Экспериментальная модель для разработки способов профилактики спаечного процесса в брюшной полости. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012; 109(2): 51-53.

14. Волкова О.В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии с гистологической техникой. М.: Медицина; 1982.

15. Bancroft JD, Gamble M. Theory and practice of histological techniques. Elsevier Health Sciences; 2008.

16. Shurygina IA, Shurygin MG, Ayushinova NI, Granina G.B., Zelenin N.V. Mechanisms of connective tissue formation and blocks of mitogen activated protein kinase. Front Chem Sci Eng. 2012; 6(2): 232-237. doi: 10.1007/s11705-012-1286-1

17. Шурыгина И.А., Аюшинова Н.И., Родионова Л.В., Чепурных Е.Е., Шурыгин М.Г. Участие механизмов передачи сигнала и регуляции генов каскадом mapk р38 (митоген-активируемых протеинкиназ) в репарации повреждений серозной оболочки брюшной полости. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2020; 2(174): 91-94. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-174-2-91-94