Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1785610.32607/actanaturae.17856Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleMMP-9 mRNA Expression and Bridging Fibrosis Progression in Toxic Liver InjuryУровень мРНК MMP-9 и прогрессирование мостовидного фиброза при токсическом поражении печениhttps://orcid.org/0000-0003-1309-4248LebedevaElena I.ЛебедеваЕлена Ивановна
Belarus

Associate Professor, Associate Professor of the Department of Histology, Cytology and Embryology

доцент, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

lebedeva.ya-elenale2013@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5513-970XBabenkaAndrei S.БабенкоАндрей Сергеевич
Belarus

Associate Professor, Associate Professor of the Department of Bioorganic Chemistry

доцент, доцент кафедры биоорганической химии

labmdbt@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2796-4240ShchastniyAnatoly T.ЩастныйАнатолий Тадеушевич
Belarus

Professor, Head of the Department of Surgery FPC and PC

профессор, заведующий кафедрой хирургии ФПК и ПК

lebedeva.ya-elenale2013@yandex.ruVitebsk State Order of Peoples’ Friendship Medical UniversityВитебский государственный медицинский университетBelarussian State Medical UniversityБелорусский государственный медицинский университет0308202315250582203202330052023Copyright ©; 2023, Lebedeva E.I., Babenka A.S., Shchastniy A.T.Copyright ©; 2023, Лебедева Е.И., Бабенко А.С., Щастный А.Т.2023Lebedeva E.I., Babenka A.S., Shchastniy A.T.Лебедева Е.И., Бабенко А.С., Щастный А.Т.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/17856

Developing liver disease treatments, in which fibrosis is a key pathogenetic link, still remains an urgent problem in hepatology. In the present study, the level of mmp-9 mRNA expression and the number of FAP+, α-SMA+, CD45+ cells were analyzed at nine time points of fibrosis and cirrhosis. It was found that in the case of liver fibrosis, the choice of the optimal reference gene depended on the stage of fibrogenesis. When studying the specific stages rather than the entire process in a long-term experiment, it was shown that choosing an optimal reference gene has to be done additionally. In this case, the mmp-9 mRNA expression level should be considered as a marker of liver fibrosis initiation and development but not as that of cirrhosis progression. In the liver, two morphologically heterogeneous populations of myofibroblasts were simultaneously identified as able to synthesize various types of immunohistochemical markers. It was found that the FAP+ cells were the main contributor to the development of portal fibrosis and the initial stages of bridging fibrosis. In the selected experimental model, fibrosis initiation and the development stages preceding parenchyma restructuring were accompanied by a low level of inflammation.

Методы лечения заболеваний печени, при которых фиброз является ключевым патогенетическим звеном, до сих пор остаются актуальной проблемой гепатологии. Проведен анализ уровня мРНК MMP-9, количества FAP+-, α-SMA+-, CD45+-клеток в девяти временных точках фиброза и цирроза. Установлено, что в случае фиброза печени выбор оптимального референсного гена зависит от стадии фиброгенеза. При детальном изучении конкретных стадий, а не всего процесса в длительном эксперименте следует использовать дополнительный выбор оптимального референсного гена. Уровень экспрессии мРНК MMP-9 стоит рассматривать как маркер инициации и развития фиброза печени, но не прогрессирования цирроза. В печени одновременно выявлены две морфологически неоднородные популяции миофибробластов, которые синтезировали различные типы иммуногистохимических маркеров. Показано, что FAP+-клетки вносят основной вклад в развитие портального и начального этапа мостовидного фиброза. В выбранной экспериментальной модели инициация и развитие фиброза до начала перестройки паренхимы протекают с низким уровнем воспаления.

ratslivermmp-9 mRNAimmunohistochemistryFAP⁺₋, α-SMA⁺₋, CD45⁺₋cellsкрысыпеченьмРНК MMP-9иммуногистохимияFAP⁺₋, α-SMA⁺₋, CD45⁺₋клеткиРабота выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Фундаментальные и прикладные науки – медицине» Министерства Здравоохранения Республики Беларусь, задание 2.89 «Изучить роль экспрессии генов NOTCH- и TWEAK-сигнальных путей, участвующих в процессах пролиферации и дифференцировки клеток печени в норме и при ее токсическом поражении»The work was carried out within the framework of the state research program “Fundamental and Applied Sciences for Medicine” of the Ministry of Health of the Republic of Belarus, task 2.89 “To study the role of the expression of NOTCH- and TWEAK-signaling pathway genes involved in the processes of proliferation and differentiation of liver cells in normal conditions and in its toxic defeat"20190107Tsomidis I., Notas G., Xidakis C., Voumvouraki A., Samonakis D.N., Koulentaki M., Kouroumalis E. // Biomedicines. 2022. V. 10. № 12. Р. 3179. https://doi: 10.3390/biomedicines10123179.Rezaeian A.A., Yaghobi R., Geramizadeh B. // Trop. Biomed. 2018. V. 35. № 3. Р. 839–848.Wanninger J., Walter R., Bauer S., Eisinger K., Schäffler A., Dorn C., Weiss T.S., Hellerbrand C., Buechler C. // Mol. Pathol. 2011. V. 91. № 2. Р. 603–607. https://doi: 10.1016/j.yexmp.2011.07.001.Lachowski D., Cortes E., Rice A., Pinato D., Rombouts K., Del Rio Hernandez A. // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. Р. 7299. https://doi: 10.1038/s41598-019-43759-6.Roeb E. // Matrix. Biol. 2018. V. 68–69. Р. 463–473. https://doi: 10.1016/j.matbio.2017.12.012.Boeker K.H.W., Haberkorn C.I., Michels D., Flemming P., Manns M.P., Lichtinghagen R. // Clin. Chim. Acta. 2002. V. 316. № 1–2. Р. 71–81. https://doi: 10.1016/s0009-8981(01)00730-6.Craig V.J., Zhang L., Hagood J.S., Owen C.A. // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2015. V. 53. № 5. Р. 585–600. https://doi: 10.1165/rcmb.2015-0020TR.Lu L., Zhang Q., Wu K., Chen X., Zheng Y., Zhu C., Wu J. // Cancer Lett. 2015. V. 356(2 Pt B). Р. 470–478. https://doi: 10.1016/j.canlet.2014.09.027.Crespo I., San-Miguel B., Fernández A., de Urbina J.O., González-Gallego J., Tuñón M.J. // Transl. Res. 2015. V. 165. № 2. Р. 346–357. https://doi: 10.1016/j.trsl.2014.10.003.Su F., Zhang W., Chen Y., Ma L., Zhang H., Wang F. // Exp. Ther. Med. 2014. V. 8. № 6. Р. 1677–1682. https://doi: 10.3892/etm.2014.1989.Gadd V.L., Melino M., Roy S., Horsfall L., O’Rourke P., Williams M.R., Irvine K.M., Sweet M.J., Jonsson J.R., Clouston A.D., Powell E.E. // Liver Int. 2013. V. 33. № 4. Р. 569–579. https://doi: 10.1111/liv.12050.Luo N., Li J., Wei Y., Lu J., Dong R. // Physiol. Res. 2021. V. 70. № 6. Р. 821–829. https://doi: 10.33549/physiolres.934755.Baglieri J., Brenner D.A., Kisseleva T. // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. № 7. Р. 1723. https://doi:10.3390/ijms20071723.Lay A.J., Zhang H.E., McCaughan G.W., Gorrell M.D. // Front. Biosci. (Landmark Ed). 2019. V. 24. № 1. Р. 1–17. https://doi: 10.2741/4706.15.Dhar D., Baglieri J., Kisseleva T., Brenner D.A. // Exp. Biol. Med. (Maywood). 2020. V. 245. № 2. Р. 96–108. https://doi: 10.1177/1535370219898141.Fuji H., Miller G., Nishio T., Koyama Y., Lam K., Zhang V., Loomba R., Brenner D., Kisseleva T. // Front. Mol. Biosci. 2021. V. 8. Р. 790032. https://doi: 10.3389/fmolb.2021.790032.Wells R.G. // Curr. Pathobiol. Rep. 2014. V. 2. № 4. Р. 185–190. https://doi: 10.1007/s40139-014-0054-y.Sun Y., Liu B., Xie J., Jiang X., Xiao B., Hu X., Xiang J. // Mol. Med. Rep. 2022. V. 25. № 5. Р. 181. https://doi:10.3892/mmr.2022.12697.Lebedeva E.I., Shchastniy A.T., Babenka A.S. // Molecular medicine. 2022. V. 20. № 2. Р. 53–62. https://doi 10.29296/24999490-2022-02-08.Лебедева Е.И., Щастный А.Т., Бабенко А.С. // Молекулярная медицина. 2022. Т. 20. № 2. С. 53–62. https://doi 10.29296/24999490-2022-02-08.Theoretical foundations and practical application of immunohistochemistry methods / Ed. Korzhevsky D.E. St. Petersburg: SpecLit, 2014. 119р.Теоретические основы и практическое применение методов иммуногистохимии: руководство / Под ред. Коржевского Д.Э. СПб.: СпецЛит, 2014. 119 с.Zheng C., Luo J., Yang Y., Dong R., Yu F.X., Zheng S. // Front Pediatr. 2021. V. 8. Р. 618226. https://doi: 10.3389/fped.2020.618226.Zheng C., Luo J., Yang Y., Dong R., Yu F.X., Zheng S. // 2021. V. 8. Р. 618226. https://doi: 10.3389/fped.2020.618226.Everhart J.E., Wright E.C., Goodman Z.D., Dienstag J.L., Hoefs J.C., Kleiner D.E., Ghany M.G., Mills A.S., Nash S.R., Govindarajan S., et al. // Hepatology. 2010. V. 51. № 2. Р. 585–594. https:// doi.org/10.1002/hep.23315.Lebedeva E.I., Shchastniy A.T., Krasochko P.A., Babenka A.S. // Veterinary Journal of Belarus. 2022. V. 1. № 16. Р. 105–110.Лебедева Е.И., Щастный А.Т., Красочко П.А., Бабенко А.С. // Ветеринарный журнал Беларуси. 2022. № 1(16). С. 105–110.Zhizhin K.S. Medical statistics: Textbook. Rostov n/a: Phoenix, 2007. 160р.Жижин К.С. Медицинская статистика: Учебное пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2007. 160 с.A-Z of Quantitative PCR / Ed. Bustin S. La Jolla: International University Line, 2004. 882 p..A-Z of Quantitative PCR / Ed. Bustin S. La Jolla: International University Line, 2004. 882 p.Livak K.J., Schmittgen T.D. // Methods. 2001. V. 4. Р. 402–408. https://doi: 10.1006/meth.2001.1262.Mirzavand S., Rafiei A., Teimoori A., Khorsandi L., Bahreini A., Motamedfar A., Beiromvand M. // Parasitol. Res. 2020. V. 119. Р. 2177–2187. https://doi: 10.1007/s00436-020-06700-9.Ebrahim H.A., Kamar S.S., Haidara M.A., Abdel Latif N.S., Abd Ellatif M., ShamsEldeen A.M., Al-Ani B., Dawood A.F. // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 2022. V. 395. № 9. Р. 1087–1095. https://doi: 10.1007/s00210-022-02264-w.Tacke F., Trautwein C. // J. Hepatol. 2015. V. 63. № 4. Р. 1038–1039. https://doi: 10.1016/j.jhep.2015.03.039.Murphy F.R., Issa R., Zhou X., Ratnarajah S., Nagase H, Arthur M.J.P., Benyon C., Iredale J.P. // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. № 13. Р. 11069–11076. https://doi: 10.1074/jbc.M111490200.Murphy F.R., Issa R., Zhou X., Ratnarajah S., Nagase H., Arthur M.J.P., Benyon C., Iredale J.P. // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. № 13. Р. 11069–11076. https://doi: 10.1074/jbc.M111490200.Wang Q., Liu X., Zhang J., Lu L., Feng M., Wang J. // Mol. Med. Rep. 2019. V. 20. № 6. Р. 5239-5248. https://doi: 10.3892/mmr.2019.10740.Wang Q., Liu X., Zhang J., Lu L., Feng M., Wang J. // Mol. Med. Rep. 2019. V. 20. № 6. Р. 5239–5248. https://doi: 10.3892/mmr.2019.10740.Kobayashi T., Kim H., Liu X., Sugiura H., Kohyama T., Fang Q., Wen F., Abe S., Wang X. // Am J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol. 2014. V. 306. № 11. Р. L1006–10015. https://doi: 10.1152/ajplung.00015.2014.Lo R.C., Kim H. // Clin. Mol. Hepatol. 2017. V. 23. № 4. Р. 302–307. https://doi: 10.3350/cmh.2017.0078.Atta H., El-Rehany M., Hammam O., Abdel-Ghany H., Ramzy M., Roderfeld M., Roeb E., Al-Hendy A., Abdel Raheim S., Allam H., Marey H. // PLoS One. 2014. V. 9. № 11. Р. e112384. https://doi: 10.1371/journal.pone.0112384.