sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20240609sibmed-1835Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEСостояние нуклео-нуклеолярного аппарата кардиомиоцитов половозрелых самцов белых крыс, подвергнутых внутриутробной гипоксии и неонатальному введению неопиатных аналогов лей-энкефалинаThe state of the nucleo-nucleolar apparatus of the mature albino rat males cardiomyocytes exposed to intrauterine hypoxia and neonatal administration of non-opiate analogues of leu-enkephalinhttps://orcid.org/0000-0002-6199-4278ГусевИ. А.GusevI. A.

Гусев Илья Алексеевич.

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35

Ilia A. Gusev.

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35

gusilia99@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-9751-804XФоменкоА. В.FomenkoA. V.

Фоменко Артем Витальевич.

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35

Artem V. Fomenko.

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35

artem_fomenko98@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0008-4351-7188СорочинскаяО. И.SorochinskayaO. I.

Сорочинская Ольга Игоревна.

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35

Ol’ga I. Sorochinskaya.

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35

lelya200147@yandex.ruСазоноваЕ. Н.SazonovaE. N.

Сазонова Елена Николаевна - д.м.н., проф.

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35; 680022, Хабаровск, ул. Воронежская, 49, корп. 1

Elena N. Sazonova - doctor of medical sciences, professor.

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35; 680022, Khabarovsk, Voronezhskaya st., 49, bld. 1

sazen@mail.ruДальневосточный государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияFar Eastern State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian FederationДальневосточный государственный медицинский университет Минздрава России; Хабаровский филиал Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания – НИИ охраны материнства и детстваРоссияFar Eastern State Medical University of Minzdrav of Russia; Khabarovsk branch of the Far Eastern Scientific Center for Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute for the Protection of Motherhood and ChildhoodRussian Federation20240601202544697104Copyright © Гусев И.А., Фоменко А.В., Сорочинская О.И., Сазонова Е.Н., 20252025Гусев И.А., Фоменко А.В., Сорочинская О.И., Сазонова Е.Н.Gusev I.A., Fomenko A.V., Sorochinskaya O.I., Sazonova E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/1835

Внутриутробная гипоксия (ВУГ) изменяет постнатальное развитие сердца и вносит вклад в индивидуальную предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям, в том числе путем нарушения белок-синтетической функции кардиомиоцитов (КМЦ). Неопиатные аналоги лей-энкефалина, пептиды НАЛЭ (Phe–D-Ala–Gly–Phe–Leu–Arg) и G (Phe–D-Ala–Gly–Phe–Leu–Gly), являются цитопротекторами с широким спектром биологической активности, которые улучшают состояние нуклео-нуклеолярного аппарата КМЦ в неонатальном возрасте после ВУГ. Цель исследования – проанализировать состояние нуклео-нуклеолярного аппарата КМЦ у половозрелых белых крыс, подвергнутых ВУГ и неонатальному введению неопиатных аналогов лей-энкефалина. Материал и методы. Потомство самок белых крыс Вистар, подвергнутых гипобарическому воздействию (15–19 день гестации, рО2 = 65 мм рт. ст., экспозиция 4 ч), получало со вторых по шестые сутки жизни внутрибрюшинно пептиды НАЛЭ и G в дозе 100 мкг/кг, а также НАЛЭ в сочетании с блокатором NO-синтазы L-NAME (50 мг/кг), после чего выводилось из эксперимента в половозрелом возрасте (60 суток). Животные контрольной группы и группы сравнения получали эквиобъемное количество физиологического раствора натрия хлорида. Проанализированы карио- и нуклеолометрические параметры КМЦ, а также количество ядрышек при окраске срезов сердца методом AgNOR. Результаты и их обсуждение. ВУГ индуцировала достоверное снижение количества ядрышек в КМЦ обоих желудочков, а также привела к нарушению карио- и нуклеолометрических показателей КМЦ половозрелых животных. Введение пептида НАЛЭ в дозе 100 мкг/кг в неонатальном периоде корректировало постгипоксические изменения нуклео-нуклеолярного аппарата. Неонатальное введение неселективного блокатора NO-синтазы (L-NAME, 50 мг/кг) устраняло выявленные эффекты НАЛЭ. Коррекция отсроченных постгипоксических изменений, сходная с действием пептида НАЛЭ, наблюдалась при неонатальном введении его безаргининового аналога, пептида G. Заключение. Кардиопротективное действие НАЛЭ частично опосредовано через L-аргинин – потенциальный донор оксида азота. Неопиатные аналоги лей-энкефалина – пептиды НАЛЭ и G – могут рассматриваться в качестве перспективных кардиопротективных средств с отсроченной активностью, предотвращающих отдаленные кардиальные последствия ВУГ.

Intrauterine hypoxia (IUH) changes the postnatal heart development and contributes to the individual susceptibility to cardiovascular diseases, also by impairment of protein-synthetic function of cardiomyocytes (CMC). Non-opiate analogues of leu-enkephalin, peptides NALE (Phe–D-Ala–Gly–Phe–Leu–Arg) and G (Phe–D-Ala–Gly–Phe–Leu–Gly), cytoprotectors with the wide spectrum of biological activity, improve the state of the CMC nucleo-nucleolar apparatus in neonatal age after IUH. The aim of the study was to analyze the parameters of CMC nucleo-nucleolar apparatus in mature albino rats, exposed to IUH and to the neonatal administration of peptides-analogues of leu-enkephalin. Material and methods. The offspring of Wistar rat females, subjected to hypobaric exposure (15–19 days of gestation, pO2 = 65 mm. Hg, duration – 4 hours), received from day 2 to day 6 of life daily intraperitoneal injections of NALE and G peptides (100 µg/kg), as well as NALE in combination with non-selective NO synthase blocker L-NAME (50 mg/kg), after that they were withdrawn from the experiment in mature age (60 days). The animals of control group and the comparison group received an equal volume of isotonic sodium chloride solution. The karyo- and nucleolometric parameters of CMC, and also the CMC nucleoli number were analyzed in heart sections, stained by using AgNOR method. Results and their discussion. IUH induced the significant decrease in nucleoli number of the CMC of both heart ventricles, and also led to the impairment of karyo- and nucleolometric parameters of the CMC in the mature offspring. Administration of NALE peptide in dose of 100 µg/kg in neonatal period corrected the posthypoxic changes of the CMC nucleonucleolar apparatus. Neonatal administration of non-selective NO-synthase blocker (L-NAME, 50 mg/kg) obviated the registered effects of NALE. The correction of delayed posthypoxic changes, similar to the effects of NALE, was observed after administration of its arginineless analogue– the G peptide. Conclusions. The cardioprotective effect of NALE is partially mediated by L-arginine – a potential donator of nitric oxide. Non-opiate analogues of leu-enkephalin – the NALE and G peptides, might be considered as perspective cardioprotective substances with the delayed activity, preventing the long-term consequences of the IUH.

кардиомиоцитывнутриутробная гипоксияоксид азотаядрышкинеопиатные аналоги лей-энкефалинаcardiomyocytesintrauterine hypoxianitric oxidenucleolinon-opiate analogues of leu-enkephalinИсследование выполнено в рамках государственного задания № 124022900081-9 по теме «Регуляторные олигопептиды как потенциальные корректоры изменений при типовых патологических процессах».The study was carried out within the framework of the state assignment № 124022900081-9 by the subject «The regulatory oligopeptides as correctors of changes during typical pathological processes».ReferencesPatterson A.J., Zhang L. Hypoxia and fetal heart development. Curr. Mol. Med. 2010;10(7):653–666. doi: 10.2174/156652410792630643Patterson A.J., Zhang L. Hypoxia and fetal heart development. Curr. Mol. Med. 2010;10(7):653–666. doi: 10.2174/156652410792630643Gao Y., Dasgupta C., Huang L., Song R., Zhang Z., Zhang L. Multi-omics integration reveals short and long-term effects of gestational hypoxia on the heart development. Cells. 2019;8(12):1608. doi: 10.3390/cells8121608Gao Y., Dasgupta C., Huang L., Song R., Zhang Z., Zhang L. Multi-omics integration reveals short and long-term effects of gestational hypoxia on the heart development. Cells. 2019;8(12):1608. doi: 10.3390/cells8121608Kressler D., Hurt E., Bassler J. Driving ribosome assembly. Biochim. Biophys. Acta. 2010;1803(6):673–683. doi: 10.1016/j.bbamcr.2009.10.009Kressler D., Hurt E., Bassler J. Driving ribosome assembly. Biochim. Biophys. Acta. 2010;1803(6):673–683. doi: 10.1016/j.bbamcr.2009.10.009Boisvert F.M., van Koningsbruggen S., Navascués J., Lamond A.I. The multifunctional nucleolus. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007;8(7):574–585. doi: 10.1038/nrm2184Boisvert F.M., van Koningsbruggen S., Navascués J., Lamond A.I. The multifunctional nucleolus. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007;8(7):574–585. doi: 10.1038/nrm2184Hayashi Y., Fujimura A., Kato K., Udagawa R., Hirota T., Kimura K. Nucleolar integrity during interphase supports faithful Cdk1 activation and mitotic entry. Sci. Adv. 2018;4(6):eaap7777. doi: 10.1126/sciadv.aap7777Hayashi Y., Fujimura A., Kato K., Udagawa R., Hirota T., Kimura K. Nucleolar integrity during interphase supports faithful Cdk1 activation and mitotic entry. Sci. Adv. 2018;4(6):eaap7777. doi: 10.1126/sciadv.aap7777Hariharan N., Sussman M.A. Stressing on the nucleolus in cardiovascular disease. Biochim. Biophys. Acta. 2014;1842(6):798–801. doi: 10.1016/j.bbadis.2013.09.016Hariharan N., Sussman M.A. Stressing on the nucleolus in cardiovascular disease. Biochim. Biophys. Acta. 2014;1842(6):798–801. doi: 10.1016/j.bbadis.2013.09.016Sazonova E.N., Tcimbalist N.A., Kaplieva O.V., Lebed’ko O.A. The influence of non-opiate analogue of leu-enkephalin to the cardiac consequences of intrauterine hypoxia of albino rats. Russ. Open Med. J. 2019;8(4):е0401 doi: 10.15275/rusomj.2019.0401Sazonova E.N., Tcimbalist N.A., Kaplieva O.V., Lebed’ko O.A. The influence of non-opiate analogue of leu-enkephalin to the cardiac consequences of intrauterine hypoxia of albino rats. Russ. Open Med. J. 2019;8(4):е0401 doi: 10.15275/rusomj.2019.0401Sazonova E.N., Lebedko O.A., Tsimbalist N.A., Gusev I.A., Samarina E.Yu., Malofey Yu.B. The role of amino acid arginine and nitric oxide system in implementing cardioprotective effect of non-opioid analogue of leu-enkephalin in newborn albino rats after intrauterine hypoxia. Russ. Open Med. J. 2020;9(4):404. doi: 10.15275/rusomj.2020.0404Sazonova E.N., Lebedko O.A., Tsimbalist N.A., Gusev I.A., Samarina E.Yu., Malofey Yu.B. The role of amino acid arginine and nitric oxide system in implementing cardioprotective effect of non-opioid analogue of leu-enkephalin in newborn albino rats after intrauterine hypoxia. Russ. Open Med. J. 2020;9(4):404. doi: 10.15275/rusomj.2020.0404Dolle R.E., Michaut M., Martinez-Teipel B., Belanger S., Graczyk T.M., DeHaven R.N. Further studies of tyrosine surrogates in opioid receptor peptide ligands. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007;17(9):2656–2660. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.01.092Dolle R.E., Michaut M., Martinez-Teipel B., Belanger S., Graczyk T.M., DeHaven R.N. Further studies of tyrosine surrogates in opioid receptor peptide ligands. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007;17(9):2656–2660. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.01.092Коржевский Д.Э., Гилерович Е.Г., Кирик О.В., Сухорукова Е.Г., Григорьев И.П. Морфологическая диагностика. Подготовка материала для гистологического исследования и электронной микроскопии: руководство. СПб.: СпецЛит, 2013. 127 с.Korzhevskii D.E., Gilerovich E.G., Kirik O.V., Sukhorukova E.G., Grigor’ev I.P. Morphological diagnostics. Preparation of the material for histological study and electron microscopy: a guideline. Saint-Petersburg: SpetsLit, 2013. 127 p. [In Russian].James A., Wang Y., Raje H., Rosby R., DiMario P. Nucleolar stress with and without p53. Nucleus. 2014;5(5):402–426. doi: 10.4161/nucl.32235James A., Wang Y., Raje H., Rosby R., DiMario P. Nucleolar stress with and without p53. Nucleus. 2014;5(5):402–426. doi: 10.4161/nucl.32235Katagiri N., Kuroda T., Kishimoto H., Hayashi Y., Kumazawa T., Kimura K. The nucleolar protein nucleophosmin is essential for autophagy induced by inhibiting Pol I transcription. Sci. Rep. 2015;5:8903. doi: 10.1038/srep08903Katagiri N., Kuroda T., Kishimoto H., Hayashi Y., Kumazawa T., Kimura K. The nucleolar protein nucleophosmin is essential for autophagy induced by inhibiting Pol I transcription. Sci. Rep. 2015;5:8903. doi: 10.1038/srep08903Roselló-Lletí E., Rivera M., Cortés R., Azorín I., Sirera R., Martínez-Dolz L., Hove L., Cinca J., Lago F., González-Juanatey J.R., Salvador A., Portolés M. Influence of heart failure on nucleolar organization and protein expression in human hearts. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012;418(2):222–228. doi: 10.1016/j.bbrc.2011.12.151Roselló-Lletí E., Rivera M., Cortés R., Azorín I., Sirera R., Martínez-Dolz L., Hove L., Cinca J., Lago F., González-Juanatey J.R., Salvador A., Portolés M. Influence of heart failure on nucleolar organization and protein expression in human hearts. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012;418(2):222–228. doi: 10.1016/j.bbrc.2011.12.151Sun L., He X., Wang J., Jiang B., Tong Z., Liu Y., Li Y., Xiao X. Nucleolus expression in diabetic cardiomyopathy. Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2014;39(10):1056–1060. Chinese. doi: 10.11817/j.issn.1672-7347.2014.10.012Sun L., He X., Wang J., Jiang B., Tong Z., Liu Y., Li Y., Xiao X. Nucleolus expression in diabetic cardiomyopathy. Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2014;39(10):1056–1060. Chinese. doi: 10.11817/j.issn.1672-7347.2014.10.012Denys I.B., Gao J., Sutphen J.C., Zaveri N.T., Kapusta D.R. Cardiovascular and renal effects of novel nonpeptide nociceptin opioid peptide receptor agonists. Br. J. Pharmacol. 2022;179(2):287–300. doi: 10.1111/bph.15717Denys I.B., Gao J., Sutphen J.C., Zaveri N.T., Kapusta D.R. Cardiovascular and renal effects of novel nonpeptide nociceptin opioid peptide receptor agonists. Br. J. Pharmacol. 2022;179(2):287–300. doi: 10.1111/bph.15717Monti A., Vitagliano L., Caporale A., Ruvo M., Doti N. Targeting protein-protein interfaces with peptides: the contribution of chemical combinatorial peptide library approaches. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(9):7842. doi: 10.3390/ijms24097842Monti A., Vitagliano L., Caporale A., Ruvo M., Doti N. Targeting protein-protein interfaces with peptides: the contribution of chemical combinatorial peptide library approaches. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(9):7842. doi: 10.3390/ijms24097842Wright P., Dyson H. Intrinsically disordered proteins in cellular signalling and regulation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2015;16(1):18–29. doi: 10.1038/nrm3920Wright P., Dyson H. Intrinsically disordered proteins in cellular signalling and regulation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2015;16(1):18–29. doi: 10.1038/nrm3920Georgoussi Z., Georganta E.M., Milligan G. The other side of opioid receptor signalling: regulation by protein-protein interaction. Curr. Drug. Targets. 2012;13(1):80–102. doi: 10.2174/138945012798868470Georgoussi Z., Georganta E.M., Milligan G. The other side of opioid receptor signalling: regulation by protein-protein interaction. Curr. Drug. Targets. 2012;13(1):80–102. doi: 10.2174/138945012798868470

The authors declare that there are no conflicts of interest present.