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 Доступ платный или 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.

Полный текст

Доступ закрыт

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

Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.