БИОФИЗИКА, 2022, том 67, № 4, с. 783-791

БИОФИЗИКА CЛОЖНЫX CИCТЕМ

УДК 577.3

ПЕРОКСИРЕДОКСИН 6 ПРЕДОТВРАЩАЕТ РЕПЕРФУЗИОННОЕ

ПОРАЖЕНИЕ ИЗОЛИРОВАННОЙ ПОЧКИ КРЫСЫ

*Институт биофизики клетки - обособленное подразделение Федерального исследовательского центра «Пущинский

научный центр биологических исследований РАН»,

Институтская ул., 3, Пущино Московской области, 142290, Россия

^#E-mail: gordeeva1310@yandex.ru

Поступила в редакцию 12.05.2022 г.

После доработки 12.05.2022 г.

Принята к публикации 17.05.2022 г.

Ишемически-реперфузионное поражение является причиной снижения жизнеспособности донор-

ских органов после длительной консервации. В настоящей работе для повышения устойчивости до-

норской почки к ишемически-реперфузионному поражению использовали фермент-антиоксидант

пероксиредоксин 6. Для определения эффективности применения пероксиредоксина 6 оценивали

морфофункциональные критерии изолированной почки, уровень экспрессии гена для маркера по-

ражения почек KИМ-1 и уровень малонового диальдегида в ткани. Было показано, что холодовая

консервация почки в растворе DMEM, неадаптированном под эти цели, приводит к гибели органа

при перфузии. Напротив, использование раствора «Кустодиола» позволяет почке пережить эпизод

длительной ишемии и перфузию. Комбинирование пероксиредоксина 6 с раствором «Кустодиола»

показало лучшие результаты при перфузии. На фоне снижения поражения структур нефрона отме-

чено падение уровня малонового диальдегида в 2.3 раза, что указывает на нейтрализацию гиперпро-

дукции активных форм кислорода. В четыре раза возрастает скорость выделения мочи, скорость

клубочковой фильтрации и количество мочевины в моче, что указывает на сохранение тубулярных

структур и подтверждается снижением уровня маркера поражения почек KИM-1 в полтора раза. Та-

ким образом, использование экзогенного белка-антиоксиданта пероксиредоксина 6 при перфузии

повышает устойчивость донорской почки к ишемически-реперфузионному поражению после про-

должительной холодовой консервации в растворе «Кустодиола».

Ключевые слова: изолированная почка, пероксиредоксины, перфузия.

DOI: 10.31857/S0006302922040172, EDN: IUYPNA

развивается целый каскад патобиологических

В современном мире наиболее оптимальным

процессов, при этом отсутствие кровотока и де-

методом заместительной почечной терапии явля-

ется трансплантация самой почки. Одной из важ-

фицит кислорода в ткани играют ведущую роль.

ных задач трансплантологии является сохранение

Второй повреждающий компонент - реперфу-

органов и тканей вне организма физиологически

зия, которая многократно усиливает ущерб, на-

полноценными и пригодными для практического

несенный при ишемии. Ишемически-реперфу-

применения в течение длительного срока. Для

зионное (И-Р) поражение вызвано в первую оче-

уменьшения повреждений донорских почек в

редь

гиперпродукцией активных форм

клинической практике широко используют ста-

кислорода, ростом свободнорадикальных про-

тическую холодовую консервацию и гипотерми-

цессов в донорских тканях и повреждением их

ческую пульсационную аппаратную перфузию.

структуры. Это осложнение возникает практиче-

Стандартными консервирующими растворами,

ски всегда и является основной причиной пер-

которые сейчас применяют при взятии донор-

вичной дисфункции трансплантата и снижения

ских органов (в частности донорской почки) яв-

его жизнеспособности [2-5]. В связи с этим ос-

ляются Celsior, раствор Висконсинского универ-

новным направлением в трансплантации может

ситета (UW) и «Кустодиол» [1]. Несмотря на кон-

стать применение высокоэффективных фермен-

сервацию, в любом эксплантированном органе

тов-антиоксидантов, направленных на подавле-

Сокращения: И-Р - ишемия-реперфузия, Prx6 - перокси-

ние гиперпродукции активных форм кислорода в

редоксин 6, МДА - малоновый диальдегид.

клетках/тканях.

783

784

ГОРДЕЕВА и др.

Среди множества ферментов антиоксидантно-

ку в течение 6 ч, t⁰ = 4°С. Общее время ишемии

го действия наибольший интерес представляет

составляло 6 ч.

семейство пероксиредоксинов. Эти ферменты

Этап перфузии. После ишемии изолированная

широко распространены в организме, много-

почка была перфузирована перфузионным бу-

функциональны и играют важную роль в гомео-

ферным раствором DMEM (GIBCO-Invitrogen,

стазе редокс-статуса [6-9]. Среди представителей

США) с содержанием глюкозы 1.0 г/л. В DMEM

семейства пероксиредоксин 6 (Prx6) обладает

включали мочевину

(5 мМ/л) и креатинин

идеальными антиоксидантными свойствами

(80 мкМ/л). Перед перфузией раствор оксигени-

(широкий спектр нейтрализуемых гидроперокси-

ровали смесью О₂/СО₂(95%/5%), рН 7.4, t⁰ = 35-

дов) и одновременно имеет высокую биодоступ-

37°С.

ность благодаря способности проникать в клетки,

повышая их антиоксидантный статус [10]. Неод-

Для определения эффектов Prx6 в 10 мл перфу-

нократно было показано, что Prx6 - эффектив-

зионного буфера DMEM добавляли Prx6 в кон-

ный терапевтический агент при свободноради-

центрации 0.2 мг/мл и перфузировали им изоли-

кальных патологиях [11-15], в том числе для пре-

рованную почку на начальном этапе перфузии в

кондиционирования трансплантата сердца у

течение 5 мин. Скорость перфузии на данном эта-

крыс [16]. Целью данного исследования была

пе - 3 мл/мин.

оценка возможности применения Prx6 в перфу-

Общее время перфузии изолированной

зионных растворах для повышения устойчивости

почки - 50 мин. Скорость от 6 до 10 мл/мин, что

донорской почки к И-Р-поражению.

соответствовало перфузионному давлению 90-

100 мм рт. ст. В течение всего срока перфузии

каждые 10 мин осуществляли сбор мочи из моче-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

точника. По окончании перфузии почечную

В экспериментах были использованы крысы-

ткань использовали для дальнейшего исследо-

самцы линии Вистар массой 230 г.

вания.

Рекомбинантный Prx6 был получен в лабора-

Животные были разделены на три группы по

тории механизмов рецепции Института биофи-

10 особей: 1) для холодовой статической консер-

зики клетки РАН по ранее описанной методике.

вации изолированной почки использовали среду

Пероксидазная активность Prx6 составляет

DMEM; 2) использовали раствор «Кустодиола»;

200 нмоль/мг/мин по H₂O₂ и 100 нмоль/мг/мин

3) использовали раствор «Кустодиола» и на на-

по трет-бутилпероксиду.

чальном этапе перфузии Prx6. В группах анализи-

ровали морфологические, функциональные и

Перфузия изолированной почки. Модель пер-

биохимические показатели почки через 50 мин

фузии изолированной почки включала стадии

перфузии.

эксплантации почки, хранения почки в консер-

вационном растворе, этап перфузии изолирован-

Гистология и морфометрия. Гистологические

ного органа.

исследования проводили на парафиновых срезах

почечной ткани, окрашенных гематоксилин-

Эксплантация почки. Перед началом операции

эозином (VITROSTAIN Biovitrum, Россия). Мик-

крысы были наркотизированы путем внутривен-

роскопический анализ проводили на микроскопе

ного введения 0.5 мл 3.5%-го (3 мг/кг) золетила

Leica DM 6000 с цифровой камерой Leica DFC

100 (Virbac Sante Animale, Франция). Гепарин

490. Морфометрическое исследование паренхи-

(5000 ЕД/мл) использовали для предотвращения

матозных структур почки проводили с помощью

тромбозов. После декапитации животного в тече-

стандартной программы для анализа на микро-

ние 5 мин проводили изолирование правой почки

скопе Leica DM 6000.

от общей сосудистой системы путем последова-

тельного наложения лигатур на сосуды и катете-

Анализ критериев функционирования изолиро-

ризацию почечной артерии через брюшную аор-

ванной почки. Определяли [18]: 1) перфузионное

ту. Проводили отсечение нижней полой вены.

давление, которое поддерживали на уровне 90-

100 мм. рт. ст и регулировали изменением скоро-

Правый мочеточник был изолирован и катетери-

сти перфузии;

2) скорость выделения мочи;

зирован [12, 17]. Удаляли кровь из сосудистого

русла изолированной почки путем ее перфузии

3) скорость клубочковой фильтрации [12, 19]; 4)

раствором «Кустодиола» (Dr. Franz Kohler Chemie

потребление глюкозы [12, 18, 19]; 5) количество

мочевины в моче [12]. Концентрацию креатинина

GMBH, Германия) (t⁰ = 5-8°С) в течение 5-

и мочевины в исследуемых пробах мочи опреде-

8 мин. Скорость перфузии 3 мл/мин, давление

ляли на приборе Reflotron Plus (Roche Diagnostics,

90-110 мм рт. ст. (в месте ввода канюли в корень

Швейцария), концентрацию глюкозы - на глю-

почечной артерии). По окончании санации кро-

кометре Accu-Chek (Roche, Германия).

вяного русла почку эксплантировали и помещали

в стерильную емкость с раствором «Кустодиола».

Определение уровня малонового диальдегида в

Емкость обкладывали льдом и далее хранили поч-

почечной ткани. Уровень малонового диальдегида

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

ПЕРОКСИРЕДОКСИН 6 ПРЕДОТВРАЩАЕТ РЕПЕРФУЗИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ

785

(МДА), отражающий степень перекисного окис-

РЕЗУЛЬТАТЫ

ления липидов в почечных тканях, определяли с

Морфологические показатели. После шестича-

помощью

1-метил-2-фенилиндола (Sigma-Al-

совой консервации и последующей перфузии

drich, США) по методике, описанной в работе

изолированной почки наблюдается повреждение

[20].

нефронов и изменение общей архитектуры по-

Определение уровня мРНК гена КИМ-1 в по-

чечной паренхимы во всех экспериментальных

чечной ткани. Уровень экспрессии гена KИM-1

группах по сравнению с интактным контролем

определяли методом полимеразной цепной реак-

(рис. 1). В морфометрическом аспекте отмечено

ции в реальном времени с этапом обратной тран-

увеличение площади капсулы Боумена и площа-

скрипции. Общую РНК из образцов почечной

ди ее просвета, а также изменение архитектуры

ткани получали с помощью реактива ExtractRNA

извитых каналов, особенно дистальных (рис. 2).

(«Евроген», Россия). Для обратной транскрип-

Наибольшее поражение в структуре нефронов от-

ции использовали по 2 мкг общей РНК, обратную

мечено при использовании DMEM в качестве

транскриптазу MMLV

(«Евроген», Россия) и

консервационного раствора (группа 1) (рис 1б). В

стандартный олигонуклеотид dT₁₅. Полученную

корковом слое почки к концу перфузии наблюда-

кДНК использовали для ПЦР с ген-специфиче-

ется полное разрушение структуры 60% нефро-

скими олигонуклеотидами:

нов. Для сохраненных нефронов отмечено увели-

rKIM1-F (5’- ATGGGCTCTCTGAGCTTTGT-3’),

чение площади капсулы Боумена и площади ее

просвета (рис. 2а). В извитых канальцах наблюда-

rKIM1-R (5’- GATGCACAATCGCTGCGTTC-3’).

ется дистрофия эпителия и расширение каналь-

Для нормирования результатов использовали

цев, особенно дистальных (рис. 2б). Просвет ка-

housekeeping ген Rplp2 (60S acidic ribosomal pro-

нальцев заполнен гомогенными массами и кле-

tein P2) с соответствующими олигонуклеотидами:

точным мусором. При использовании раствора

Rplp2-F (5’-CTCAACAAGGTCATCAGTGA-3’),

«Кустодиола» (группа 2) отмечено снижение по-

Rplp2-R (5’-AGCAGAAACAGCCACAGCCCCAC-3’).

вреждения нефронов по сравнению с группой 1

(рис. 1в): уменьшение площади капсулы Боумена

ПЦР в реальном времени проводили в ампли-

и площади ее просвета в 1.3 раза (рис. 2а); умень-

фикаторе «DTprime» («ДНК-Технология», Рос-

шение очагов дистрофии и десквамация эпителия

сия) c использованием HSTaq ДНК полимеразы и

в извитых канальцах (рис. 1в). Морфометрия со-

интеркалирующего красителя SYBR GreenII

храненных извитых канальцев в группе 1 и 2 до-

(«Евроген», Россия). Определение значений по-

стоверно не отличается (рис. 2б). В условиях ис-

рогового цикла Ct проводили с помощью про-

пользования Prx6 морфология нефронов сходна с

граммного обеспечения

«ДНК-Технология»

группой 2 (рис. 1г), однако в морфометрическом

(Россия). Расчет ΔΔCt проводили по формуле

аспекте отмечается уменьшение площади капсу-

ΔΔCt = ΔCt(Контроль) - ΔCt(опыт). Каждое зна-

лы Боумена и площади ее просвета в 1.2 и 1.7 раза;

чение ΔCt рассчитывали, как ΔCt = Ct(KIM-1) -

для дистальных каналов - уменьшение внутрен-

Ct(Rplp2) [21].

него диаметра в 1.3 раза (рис. 2).

Электрофорез и иммуноблоттинг. Ткань почек

гомогенизировали, центрифугировали и супер-

Функциональные показатели донорской почки.

натант использовали для электрофореза в полиа-

Введение Prx6 в перфузионный раствор приводит

криламидном геле и последующего переноса на

к улучшению функциональных показателей до-

нитроцеллюлозную мембрану Hybond-C (Amer-

норской почки по сравнению с другими группами

sham, США). Пробы нормировали по концентра-

к концу перфузии. На фоне снижения в полтора

ции белка. Выявление KИM-1 проводили с помо-

раза скорости перфузии в четыре раза возрастают

щью первичных кроличьих антител к белку

скорость клубочковой фильтрации, скорость вы-

KIM-1 (Cell Signaling Technology, США), вторич-

деления мочи и количество мочевины в моче.

ные антитела

- иммуноглобулины кролика

При консервации в растворе «Кустодиола» и

(«ИМТЭК», Россия), конъюгированные с перок-

DMEM показатели не отличаются. При исполь-

сидазой хрена. Связавшиеся антитела детектиро-

зовании DMEM не отмечено потребления глюко-

вали с помощью набора для хемилюминесцент-

зы изолированной почкой (рис. 3).

ной детекции Novex ECL (Invitrogen, США) на

Уровень МДА в тканях почек. Оценка уровня

установке iBright Imaging Systems (Thermo Fisher

перекисного окисления липидов в ренальной

Scientific, США).

ткани показала, что после шестичасовой консер-

Статистический анализ выполняли с исполь-

вации изолированной почки в растворе DMEM

зованием программного обеспечения SigmaPlot

(группа 1) и последующей перфузии изолирован-

11.0 Sortware (Systat Software Inc., США). Резуль-

ной почки наблюдается двадцатикратный рост

таты выражали как среднее значение ± стандарт-

уровня МДА относительно контроля. Использо-

ное отклонение. Значение P < 0.05 принимали

вание для консервации почки раствора «Кусто-

статистически достоверным.

диола» снижает уровень МДА в семь раз относи-

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

786

ГОРДЕЕВА и др.

Рис 1. Ткань изолированной почки после шестичасовой консервации и последующей перфузии: (а) - контроль; (б) -

для консервации использовали среду DMEM; (в) - для консервации использовали раствор «Кустодиола»; (г) - для

консервации использовали раствор «Кустодиола» и Prx6 (0.2 мг/мл) на начальном этапе перфузии.

тельно показателей в группе 1. Комбинирование

дила к значимому снижению уровня белка

рекомбинантного Prx6 с раствором «Кустодиола»

KИM-1 (рис. 6), как и в случае с мРНК.

снижает уровень МДА более чем в 15 раз относи-

тельно показателей в группе 1, что указывает на

ОБСУЖДЕНИЕ

мощное антиоксидантное действие экзогенного

Prx6 (рис. 4).

Одна из важных задач трансплантологии - до-

нести почечный аллограф от донора к реципиен-

Экспрессия KИM-1. Оценка уровня мРНК ге-

ту с минимальными повреждениями. Для реше-

на KИM-1 показала, что после шестичасовой

ния этой задачи обычно используют консерваци-

консервации изолированной почки в растворе

онные растворы Celsior, раствор Висконсинского

DMEM (группа 1) и последующей перфузии изо-

университета (UW) или «Кустодиол», которые

лированной почки наблюдается рост экспрессии

должны обеспечивать защиту трансплантата от

этого гена в 2.5 раза. При этом консервация изо-

отека, служить буфером для поддержания балан-

лированной почки в растворе «Кустодиола» или

са pН, нести энергетические субстраты для жиз-

комбинирование рекомбинантного Prx6 с раство-

недеятельности клеток, а также обеспечивать за-

ром «Кустодиола» достоверно снижают экспрес-

щиту от И-Р-поражения. Однако повреждение,

сию гена KИM-1 до значений контрольной почки

опосредованное консервацией, является основ-

(рис. 5). Иммуноблотинг почечной ткани показал

ным фактором, способствующим ранней дис-

примерно двенадцатикратный рост уровня белка

функции трансплантата. Исследователи называ-

KИM-1 после шестичасовой консервации изоли-

ют И-Р-повреждение основной причиной ранней

рованной почки в растворе DMEM. При этом

дисфункции трансплантата [1-4].

консервация изолированной почки в растворе

«Кустодиола» или комбинирование рекомби-

В данной работе мощный фермент-антиокси-

нантного Prx6 с раствором «Кустодиола» приво- дант Prx6 был использован для предотвращения

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

788

ГОРДЕЕВА и др.

Рис. 3. Показатели функционирования почки после шестичасовой консервации и последующей перфузии. Контроль -

почки здоровых животных; DMEM - для консервации использовали среду DMEM; Кустодиол - для консервации

использовали раствор «Кустодиола»; Кустодиол + Prx6 - для консервации использовали раствор «Кустодиола» и Prx6

(0.2 мг/мл) на начальном этапе перфузии; * - p < 0.05 относительно DMEM.

свободнорадикального повреждения почечного

DMEM, которая не предназначена для целей

трансплантата при И-Р. Ранее было показано, что

консервации, стандартный консервационный

экзогенный Prx6 эффективен в повышении анти-

раствор

«Кустодиола», который продлевает

оксидантного статуса в тканях при свободноради-

устойчивость органов к гипоксии, и стандартный

кальных патологиях [11-15]. Использование Prx6

консервационный раствор «Кустодиола» в ком-

для защиты изолированных органов от реперфу-

бинации с антиоксидантным белком-ферментом

зионного поражения - новое направление. Экс-

Prx6.

периментальные исследования показали, что

Реперфузионное поражение было максималь-

Prx6 эффективен в предупреждении реперфузи-

ным после использования в качестве консерваци-

онных поражений изолированного сердца и его

онного раствора среды DMEM. Это полное раз-

сохранении при трансплантации [16]; показана

рушение структуры 60% нефронов на фоне гло-

эффективность Prx6 на коротких сроках тепловой

бального окислительного стресса, на что

ишемии при перфузии изолированной почки

указывал двадцатикратный рост уровня МДА.

синтетическими средами [12].

Напротив, использование раствора «Кустодиола»

В настоящей работе мы сравнивали состояние

существенно снижало уровень МДА, поражение

изолированной почки при ее перфузии после хо-

нефронов и в итоге уменьшало выраженность ре-

лодовой шестичасовой консервации в различных

перфузионного поражения почечной паренхимы

растворах. Использовали питательную среду

на этом фоне.

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

ПЕРОКСИРЕДОКСИН 6 ПРЕДОТВРАЩАЕТ РЕПЕРФУЗИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ

789

Рис. 4. Уровень МДА в тканях почек после шестичасо-

Рис. 5. Изменение уровня мРНК гена KИМ-1 в тканях

вой консервации и последующей перфузии. Контроль -

почек после шестичасовой консервации и последую-

почки здоровых животных; DMEM - для консервации

щей перфузии. Контроль - почки здоровых животных;

использовали среду DMEM; Кустодиол - для кон-

DMEM - для консервации использовали среду

сервации использовали раствор «Кустодиола»; Кусто-

DMEM; Кустодиол - для консервации использовали

диол + Prx6 - для консервации использовали раствор

раствор «Кустодиола»; Кустодиол + Prx6 - для консер-

«Кустодиола» и Prx6 (0.2 мг/мл) на начальном этапе

вации использовали раствор

«Кустодиола» и Prx6

перфузии; * - p < 0.01 относительно контроля, # - p <

(0.2 мг/мл) на начальном этапе перфузии; * - p < 0.05

< 0.05 относительно DMEM, & - p < 0.05 относительно

относительно контроля, # - p < 0.05 относительно

DMEM и «Кустодиола».

DMEM.

С другой стороны,

после использования

структур нефронов указывает отсутствие потреб-

DMEM и раствора «Кустодиола» функциональ-

ления глюкозы почкой, увеличение как уровня

ные и морфометрические показатели изолиро-

белка KИM-1 в ренальной ткани, так и уровня

ванной почки не отличались. При использовании

экспрессии гена этого белка. Белок KИM-1 явля-

DMEM такая ситуация может быть отражением

ется чувствительным маркером почечного повре-

активного компенсаторно-приспособительного

ждения, а уровень его экспрессии возрастает

процесса только для сохранившихся структур

именно в проксимальном тубулярном эпителии

нефронов. В пользу поражения тубулярных

при поражении. По-видимому, индукция синтеза

Рис. 6. Иммуноблоттинг почечных тканей на белок KИM-1 после шестичасовой консервации и последущей перфузии.

Контроль - почки здоровых животных; DMEM - для консервации использовали среду DMEM; Кустодиол - для консер-

вации использовали раствор «Кустодиола»; Кустодиол + Prx6 - для консервации использовали раствор «Кустодиола» и

Prx6 (0.2 мг/мл) на начальном этапе перфузии; * - p < 0.01 относительно контроля, # - p < 0.05 относительно DMEM, & -

p < 0.05 относительно DMEM и «Кустодиола».

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

790

ГОРДЕЕВА и др.

KИM-1 является адаптивным ответом на повре-

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

ждение почечных канальцев [22, 23].

Работа выполнена в рамках Государственного

задания Пущинского научного центра биологи-

Значительно большее улучшение состояния

ческих исследований РАН № 075-01512-22-00.

изолированной почки было отмечено при ее кон-

сервации в растворе «Кустодиола» в комбинации

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

с антиоксидантным белком-ферментом Prx6, ко-

торый использовали на начальном этапе перфу-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

зии. На это указывает уменьшение очагов пора-

интересов.

жения структур нефрона, что приводит к росту

функциональных показателей изолированной

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

почки. Рост показателей скорости перфузии, ско-

рости клубочковой фильтрации и количества мо-

Все применимые международные, националь-

чевины в моче указывает на улучшение процессов

ные и институциональные принципы ухода и ис-

фильтрации, секреции и реабсорбции ультра-

пользования животных при выполнении работы

фильтрата при использовании Prx6. Рост количе-

были соблюдены. Основным документом, регла-

ства мочевины в моче напрямую указывает на на-

ментирующим проведение исследования, явля-

личие процессов транспорта этого метаболита че-

лось «Руководство по работе с лабораторными

животными ИБК PАН» № 39 от 04.12.2018 г.

рез функциональные проксимальные и тонкие

канальцы. Сохранение морфологии и функцио-

нальности тубулярных структур подтверждается

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

снижением уровня экспрессии генов для маркера

повреждения почек KИM-1 и падением уровня

T. Kable, A. Alcaraz, K. Budde, et al., Клинические ре-

комендации Европейской Ассоциации Урологов (пе-

самого белка KИM-1 в ренальной ткани. Защит-

ный эффект Prx6 объясняется прежде всего его

ревод с англ под ред. Д. В. Перлина) (АБВ-Пресс,

М., 2010).

мощными антиоксидантными свойствами - тор-

можение развития окислительного стресса в на-

R. Anaya-Prado and J. A. Delgado-Vázquez, Curr.

чальный период перфузии, на что указывает зна-

Opin. Organ. Transplant., 13 (2), 129 (2008).

чительное снижение уровня продуктов перекис-

Д. В. Артемов и А. Б. Зулькарнаев. Практическая

ного окисления липидов в паренхиме

медицина, 16 (9), 28 (2018).

изолированной почки при его применении.

С. Ф. Багненко, Ю. Г. Мойсюк, А. Е. Скворцов

Именно с началом реперфузии наблюдается раз-

и др., Вестн. трансплантологии и искусственных

витие окислительного стресса, что приводит к

органов, 11(3), 17 (2009).

максимальному поражению ткани, в связи с этим

E. Y. Plotnikov, A. V. Kazachenko, M. Y. Vyssokikh,

принципиально использование антиоксидантов

et al., Kidney Int., 72 (12), 1493 (2007).

на данном этапе [24].

S. G. Rhee, Mol. Cells, 39 (1), 1 (2016).

С антиоксидантными свойствами Prx6 прежде

Z. A. Wood, E. Schröder, J. R. Harris, et al., Trends

всего связывают его пероксидазную активность,

Biochem., 28 (1), 32 (2003).

которая позволяет нейтрализовать гиперпродук-

M. G. Sharapov, V. K. Ravin, V. I. Novoselov, Mol.

цию активных форм кислорода, образующихся

Biol. (Moskow), 48 (4), 600 (2014).

при И-Р-поражении органов [9, 11, 14]. Тем не

менее, Prx6 - полифункциональный белок, кото-

M. G. Sharapov, S. V. Gudkov, V. Z. Lankin, et al.,

Biochemistry (Moscow), 86 (11), 1418 (2021).

рый не только является антиоксидантом, но и

участвует во многих процессах в клетке [7, 8, 10].

10.

M. G. Sharapov, O. V. Glushkova, S. V. Parfenyuk,

В связи с этим можно предположить, что реализа-

et al., Arch. Biochem. Biophys., 702, 108830 (2021).

ция Prx6 своих протекторных функций для повы-

11.

R. G. Goncharov, K. A. Rogov, A. A. Temnov, et al.,

шения устойчивости донорской почки к И-Р-по-

Cell Tissue Res., 378 (2), 319 (2019).

ражению связана не только с его антиоксидант-

12.

А. Е. Гордеева, М. Г. Шарапов и В. И. Новоселов,

ными свойствами.

Вестн. трансплантологии и искусственных орга-

нов, 23 (3), 122 (2021).

13.

E. G. Novoselova, O. V. Glushkova, S. M. Lunin, et al.,

БЛАГОДАРНОСТИ

Immunopathol.

Pharmacol.,

35,

20587384211005645 (2021).

Для получения микрофотографий, представ-

ленных в публикации, было использовано обору-

14.

М. Г. Шарапов, А. Е. Гордеева, Р. Г. Гончаров и

дование, предоставленное Сектором оптической

др., Биофизика, 62 (6), 998 (2017).

микроскопии и спектрофотомерии ЦКП ФИЦ

15.

M. G. Sharapov, V. I. Novoselov, S. V. Gudkov, Anti-

ПНЦБИ РАН.

oxidants (Basel), 8 (1), 15 (2019).

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

ПЕРОКСИРЕДОКСИН 6 ПРЕДОТВРАЩАЕТ РЕПЕРФУЗИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ

791

16. Н. В. Грудинин, В. К. Богданов, М. Г. Шарапов

21. T. D. Schmittgen and K. J. Livak, Nat. Protocol., 3 (6),

и др., Вестн. трансплантологии и искусственных

1101 (2008).

органов, 22 (2), 158 (2020).

22. J. V. Bonventre, Trans. Am. Clin. Climatol. Assoc.,

17. J. Czogalla, F. Schweda, and J. Loffing, J. Vis. Exp.,

117, e54712 (2016). DOI: 10.3791/54712

125, 293 (2014).

18. D. R. Taft, Curr. Drug Discov. Technol., 1, 97 (2004).

23. T. Ichimura, C. R. Brooks, and J. V. Bonventre, Kidney

19. H. H. Chang, B. Choong, A. Phillips, et al., Exp.

Int., 81 (9), 809 (2012).

Anim., 62 (1), 19 (2013).

20. D. Gérard-Monnie, I. Erdelmeier, K. Régnard, et al.,

24. A. E. Gordeeva, M. G. Sharapov, I. V. Tikhonova,

Chem. Res. Toxicol., 11 (10), 1176 (1998).

et al., Cells Tissues Organs, 203 (6), 353 (2017).

Peroxiredoxin 6 Prevents Reperfusion Injury to Isolated Rat Kidney

A.E. Gordeeva, M.G. Sharapov, R.G. Goncharov, and V.I. Novoselov

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, Institutskaya ul. 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia

Ischemia-reperfusion injury causes reduction in viability of donor organs following long-term conservation.

In the present study, peroxiredoxin 6 as an antioxidant enzyme was used to increase resistance of a donor kid-

ney to IR injury. To find out the efficiency of peroxiredoxin 6 application, morphological and functional ev-

idence of the isolated kidney, the expression level of kidney injury molecule-1 (KIM-1) as a marker of kidney

damage and malonic dialdehyde level in the tissue were evaluated. It was shown that cold storage of the kidney

in DMEM solution, that was not customized, resulted in organ death during perfusion. In contrast, the use

of Custodiol solution allowed the kidney to survive the episode of prolonged ischemia and perfusion. The

combination of peroxiredoxin 6 with Custodiol solution led to better outcome over perfusion. Along with de-

creased damage to nephron structures, a 2.3-fold reduction of the malonic dialdehyde level was registered,

this finding suggests neutralization of reactive oxygen species hyperproduction. The urinary flow rate, glo-

merular filtration rate and the amount of urea in the urine increase fourfold, thereby indicating that tubular

structures are preserved, as confirmed by a 1.5-fold decrease in the level of KIM-1. Thus, the use of perox-

iredoxin 6, the exogenous antioxidant protein, during perfusion increases resistance of the donor kidney to

ischemia-reperfusion injury after prolonged cold storage in Custodiol solution.

Keywords: isolated kidney, peroxiredoxins, perfusion

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022