Влияние экзогенного мелатонина на морфологические особенности перевиваемой меланомы B16 у мышей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Постоянное освещение в течение длительного времени подавляет гормонсинтезирующую функцию шишковидной железы, приводя к снижению уровня мелатонина и, как следствие, к ускоренному старению организма, увеличению частоты возникновения возраст-ассоциированных патологий, включая новообразования, а также к сокращению продолжительности жизни. Мелатонин обладает выраженным противоопухолевым действием, особенно выделяют его антипролиферативный эффект. Меланома — одно из наиболее злокачественных новообразований у человека, происходящих из меланинобразующих клеток. В последние годы среди больных меланомой увеличивается доля пациентов старших возрастных групп, что позволяет отнести это заболевание к возраст-ассоциированным. Имеются доказательства того, что дефицит мелатонина и вызванное им нарушение структуры циркадных ритмов организма является одним из факторов, вызывающих развитие меланомы.

Цель — изучение влияния экзогенного мелатонина на морфологические особенности перевиваемой меланомы B16 у мышей.

Методы. Исследование проведено на самцах мышей-гибридов линии BDF1 (n = 60) в возрасте 8 недель, массой 21– 22 г. Всем животным выполняли подкожную трансплантацию меланомы В16/F10 в виде взвеси. Далее мышей разделяли на две группы — контрольную и экспериментальную. Животным экспериментальной группы с первого дня исследования внутрижелудочно вводили мелатонин (Sigma, США) в дозе 5 мг/кг. На 15-е сутки после перевивания опухоли изымали саму опухоль, а также лёгкие и печень. Проводили патоморфологическое исследование опухоли, определяли наличие метастазов в лёгких и печени. На гистологических срезах опухоли, окрашенных гематоксилином и эозином, измеряли площадь некроза, а также вычисляли ядерно-цитоплазматическое соотношение в опухолевых клетках, для чего измеряли площадь поперечного сечения ядер и площадь поперечного сечения клеток. Построение графиков и статистическую обработку результатов выполняли в программе GraphPad Prism v8.41 (США).

Результаты. Установлено, что в исследованном периоде введение мелатонина снижает смертность мышей с меланомой, уменьшает частоту метастазирования опухоли и её размеры. Кроме того, в меланомах экспериментальной группы мышей визуализируются признаки регресса опухоли в виде очагов дистрофических и альтеративных изменений, а также статистически значимо увеличивается площадь некроза опухоли.

Заключение. Проведённое исследование показало, что экзогенный мелатонин обладает выраженным противоопухолевым эффектом в отношении перевиваемой меланомы B16 у мышей. Полученные результаты позволяют планировать более тщательные и мультидисциплинарные исследования для углублённого изучения механизмов противоопухолевого действия мелатонина.

Об авторах

Давид Александрович Арешидзе

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Автор, ответственный за переписку.
Email: labcelpat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3006-6281
SPIN-код: 4348-6781

канд. биол. наук

Россия, Москва

Максим Валерьевич Мнихович

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Email: mnichmaxim@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7147-7912
SPIN-код: 6975-6677

канд. мед. наук

Россия, Москва

Роман Вадимович Деев

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Email: romdey@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8389-3841
SPIN-код: 2957-1687

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Мария Александровна Козлова

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Email: ma.kozlova2021@outlook.com
ORCID iD: 0000-0001-6251-2560
SPIN-код: 5647-1372

канд. биол. наук

Россия, Москва

Анна Игоревна Ануркина

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Email: anyaaai1925@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-0011-1114
SPIN-код: 9812-3412
Россия, Москва

Денис Валерьевич Мищенко

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: mdv@icp.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-3779-3211
SPIN-код: 4213-3318

канд. биол. наук

Россия, Черноголовка

Татьяна Евгеньевна Сашенкова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: tsashen52@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2753-979X
Россия, Черноголовка

Антон Николаевич Турчин

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: ktogrb@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-5302-5769
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Anisimov VN. Light pollution, reproductive function and cancer risk. Neuro Endocrinol Lett. 2006;27(1–2):35–52.
  2. Straif K, Baan R, Grosse Y, et al. Carcinogenicity of shift-work, painting, and fire-fighting. Lancet Oncol. 2007;8(12):1065–1066. doi: 10.1016/S1470-2045(07)70373-X
  3. Pauley SM. Lighting for the human circadian clock: recent research indicates that lighting has become a public health issue. Med Hypotheses. 2004;63(4):588–596. doi: 10.1016/j.mehy.2004.03.020
  4. Stevens RG. Light-at-night, circadian disruption and breast cancer: assessment of existing evidence. Int J Epidemiol. 2009;38(4):963–970. doi: 10.1093/ije/dyp178
  5. Arushanian EB, Naumov SS. A wide range of pharmacological properties of melatonin. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2021;19(1):103–106. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF191103-106 EDN: XKUIWB
  6. Sato K, Meng F, Francis H, et al. Melatonin and circadian rhythms in liver diseases: functional roles and potential therapies. J Pineal Res. 2020;68(3):e12639. doi: 10.1111/jpi.12639
  7. Zuev VA, Trifonov NI, Linkova NS, Kvetnaia TV. Melatonin as a molecular marker of age-related pathologies. Advances in Gerontology. 2017;30(1):62–69. (In Russ.) EDN: YHTMRF
  8. Anisimov VN, Vinogradova IA. Light regime, biorythms and organism aging. Aesthetic Medicine Bulletin. 2011;10(1):42–51. (In Russ.) EDN: OEVILV
  9. Anisimov VN. Light, aging, and cancer. Priroda. 2018;(6):19–22. (In Russ.) EDN: XQNOMP
  10. Kvetnaia TV, Polyakova VO, Proshaev KI, et al. Melatonin as a marker of ageing and age-associated diseases. RUDN Journal of Medicine. 2012;(S7):125–126. (In Russ.) EDN: RCADUR
  11. Slominski RM, Reiter RJ, Schlabritz-Loutsevitch N, et al. Melatonin membrane receptors in peripheral tissues: distribution and functions. Mol Cell Endocrinol. 2012;351(2):152–166. doi: 10.1016/j.mce.2012.01.004
  12. Pandi-Perumal SR, Trakht I, Srinivasan V, et al. Physiological effects of melatonin: Role of melatonin receptors and signal transduction pathways. Prog Neurobiol. 2008;85(3):335–353. doi: 10.1016/j.pneurobio.2008.04.001
  13. Malishevskaya NP, Sokolova AV, Demidov LV. The incidence of skin melanoma in the Russian Federation and federal districts. Medical Council. 2018;(10):161–165. (In Russ.) doi: 10.21518/2079-701X-2018-10-161-165 EDN: UUDAMY
  14. Garbe C, Peris K, Hauschild A, et al. Diagnosis and treatment of melanoma: European consensus-based interdisciplinary guideline. Eur J Cancer. 2010;46(2):270–283. doi: 10.1016/j.ejca.2009.10.032
  15. Erkenova FD, Puzin SN. Statistics of melanoma in Russia and Europe. Medical and Social Expert Evaluation and Rehabilitation. 2020;23(1):44–52. (In Russ.) doi: 10.17816/MSER34259 EDN: WIAAEF
  16. de Assis LVM, Moraes MN, Mendes D, et al. Loss of Melanopsin (OPN4) leads to a Faster cell cycle progression and growth in murine melanocytes. Curr Issues Mol Biol. 2021;43(3):1436-1450. doi: 10.3390/cimb43030101
  17. Lubov JE, Cvammen W, Kemp MG. The impact of the circadian clock on skin physiology and cancer development. Int J Mol Sci. 2021;22(11):6112. doi: 10.3390/ijms22116112
  18. Mubashshir M, Ahmad N, Sköld HN, Ovais M. An exclusive review of melatonin effects on mammalian melanocytes and melanoma. Exp Dermatol. 2023;32(4):324–330. doi: 10.1111/exd.14715
  19. Jansen R, Osterwalder U, Wang SQ, et al. Photoprotection: part II. Sunscreen: development, efficacy, and controversies. J Am Acad Dermatol. 2013;69(6):867.e1–14. doi: 10.1016/j.jaad.2013.08.022
  20. Slominski AT, Hardeland R, Zmijewski MA, et al. Melatonin: a cutaneous perspective on its production, metabolism, and functions. J Invest Dermatol. 2018;138(3):490–499. doi: 10.1016/j.jid.2017.10.025
  21. Acuña-Castroviejo D, Escames G, Venegas C, et al. Extrapineal melatonin: sources, regulation, and potential functions. Cell Mol Life Sci. 2014;71(16):2997–3025. doi: 10.1007/s00018-014-1579-2
  22. Alvarez-Artime A, Cernuda-Cernuda R, Francisco-Artime-Naveda, et al. Melatonin-induced cytoskeleton reorganization leads to inhibition of melanoma cancer cell proliferation. Int J Mol Sci 2020;21(2):548. doi: 10.3390/ijms21020548
  23. Cutando A, López-Valverde A, Arias-Santiago S, et al. Role of melatonin in cancer treatment. Anticancer Res. 2012;32(7):2747–2753.
  24. Treshchalina EM, Zhukova OS, Gerasimova GK, et al. Methodological recommendations for the preclinical study of the antitumor activity of drugs. In: Guidelines for conducting preclinical studies of drugs. Pt. 1. Moscow: Grif i K; 2012. P:640–656. (In Russ.)
  25. Broeke J, Pérez JMM, Pascau J. Image Processing with ImageJ. Birmingham: Packt Publishing; 2015.
  26. Franco PIR, do Carmo Neto JR, Milhomem AC, et al. Antitumor effect of melatonin on breast cancer in experimental models: a systematic review. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2023;1878(1):188838. doi: 10.1016/j.bbcan.2022.188838
  27. Fathizadeh H, Mirzaei H, Asemi Z. Melatonin: an anti-tumor agent for osteosarcoma. Cancer Cell Int. 2019;19:319. doi: 10.1186/s12935-019-1044-2
  28. Shen D, Ju L, Zhou F, et al. The inhibitory effect of melatonin on human prostate cancer. Cell Commun Signal. 2021;19(1):34. doi: 10.1186/s12964-021-00723-0
  29. Su SC, Hsieh MJ, Yang WE, et al. Cancer metastasis: mechanisms of inhibition by melatonin. J Pineal Res. 2017;62(1). doi: 10.1111/jpi.12370
  30. Martínez-Campa C, Álvarez-García V, Alonso-González C, et al. Melatonin and its role in the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in cancer. Cancers (Basel). 2024;16(5):956. doi: 10.3390/cancers16050956
  31. Lu KH, Lin CW, Hsieh YH, et al. New insights into antimetastatic signaling pathways of melatonin in skeletomuscular sarcoma of childhood and adolescence. Cancer Metastasis Rev. 2020;39(1):303–320. doi: 10.1007/s10555-020-09845-2
  32. Wang L, Wang C, Choi WS. Use of melatonin in cancer treatment: where are we? Int J Mol Sci. 2022;23(7):3779. doi: 10.3390/ijms23073779
  33. Blask DE, Dauchy RT, Sauer LA, Krause JA. Melatonin uptake and growth prevention in rat hepatoma 7288CTC in response to dietary melatonin: melatonin receptor-mediated inhibition of tumor linoleic acid metabolism to the growth signaling molecule 13-hydroxyoctadecadienoic acid and the potential role of phytomelatonin. Carcinogenesis. 2004;25(6):951–960. doi: 10.1093/carcin/bgh090
  34. Laothong U, Pinlaor P, Hiraku Y, et al. Protective effect of melatonin against Opisthorchis viverrini-induced oxidative and nitrosative DNA damage and liver injury in hamsters. J Pineal Res. 2010;49(3):271–282. doi: 10.1111/j.1600-079X.2010.00792.x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Физические характеристики мышей: a — масса тела (г); b — масса опухоли (г); c — объём опухоли (см3); *** — p ≤0,0005 по сравнению с контрольной группой.

Скачать (88KB)
3. Рис. 2. Меланома у мышей контрольной группы: a — подкожный опухолевый узел эпителиоидноклеточной меланомы; b — участки инфильтрации мышц опухолевыми клетками в проекции зоны роста опухоли, некроз с участком лейкоцитарной инфильтрации (чёрная стрелка), сосудистая стенка с фокальным некрозом и очаговой лимфоплазмоцитарной инфильтрацией (белая стрелка); c — клетка в состоянии апоптоза в толще регрессивной части опухоли (белая стрелка), фокальный периваскулярный инфильтрат (чёрная стрелка). Окраска гематоксилином и эозином; увеличение ×200.

Скачать (474KB)
4. Рис. 3. Меланома у мышей экспериментальной группы: a — очаг некроза (чёрная стрелка), окружённый скоплением клеток воспалительного ряда, и интерстициальный отёк (белая стрелка); b — регрессивная часть опухоли с дистрофическими изменениями опухолевых клеток (чёрная стрелка), выраженной лимфоплазмоцитарной инфильтрацией и обширной зоной некроза (белая стрелка); c — некроз (чёрная стрелка) и апоптотические тельца в опухоли. Окраска гематоксилином и эозином; увеличение: а, b — ×100, c — ×200.

Скачать (482KB)
5. Рис. 4. Морфометрические показатели клеток меланомы B16 у мышей: a — площадь поперечного сечения ядра (мкм2); b — площадь поперечного сечения клетки (мкм2); c — ядерно-цитоплазматическое соотношение (ЯЦО); ** — p ≤ 0,005, *** — p ≤ 0,0005 при сравнении двух групп.

Скачать (100KB)

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).