ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2022-3-112-119ssmu-4914Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИнсулиноподобные факторы роста и их белки-переносчики в почках крыс при экспериментальном диабете, злокачественном росте и их сочетанииInsulin-like growth factors and their carrier proteins in kidneys of rats with experimental diabetes, malignant tumor, and their combinationhttps://orcid.org/0000-0003-3618-6890ФранциянцЕ. М.FrantsiyantsE. M.

Франциянц Елена Михайловна – доктор биологических наук, профессор, заместительгенерального директора по науке, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

super.gormon@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2302-8271БандовкинаВ. А.BandovkinaV. A.

Бандовкина Валерия Ахтямовна – доктор биологических наук, ст. научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

super.gormon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3972-2452КаплиеваИ. В.KaplievaI. V.

Каплиева Ирина Викторовна – доктор медицинских наук, заведующий лабораторией изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

kaplirina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4318-7587СуриковаЕ. И.SurikovaE. I.

Сурикова Екатерина Игоревна – кандидат биологических наук, ст. научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

unsur2000@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7395-3086НескубинаИ. В.NeskubinaI. V.

Нескубина Ирина Валерьевна – кандидат биологических наук, ст. научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

neskubina.irina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2674-9832ПогореловаЮ. А.PogorelovaYu. A.

Погорелова Юлия Александровна – кандидат биологических наук, ст. научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

lora-73@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9749-2747ТрепитакиЛ. К.TrepitakiL. K.

Трепитаки Лидия Константиновна – лаборант-исследователь, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

legolab69@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3711-8155ЧеряринаН. Д.CheryarinaN. D.

Черярина Наталья Дмитриевна – врач-лаборант, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

scalolas.92@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0252-4708КотиеваИ. М.KotievaI. M.

Котиева Инга Мовлиевна – доктор медицинских наук, научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

kukulik70@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7640-6021МорозоваМ. И.MorozovaM. I.

Морозова Мария Игоревна – врач-педиатр, НМИЦ онкологии.

344037, Ростов-на-Дону, ул. 14-я Линия, 63

63/8, 14 Liniya Str., Rostov-on-Don, 344037

maria-morozova94@yandex.ruНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) онкологииРоссияNational Medical Research Center of OncologyRussian Federation202214102022213112119Copyright © Франциянц Е.М., Бандовкина В.А., Каплиева И.В., Сурикова Е.И., Нескубина И.В., Погорелова Ю.А., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д., Котиева И.М., Морозова М.И., 20222022Франциянц Е.М., Бандовкина В.А., Каплиева И.В., Сурикова Е.И., Нескубина И.В., Погорелова Ю.А., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д., Котиева И.М., Морозова М.И.Frantsiyants E.M., Bandovkina V.A., Kaplieva I.V., Surikova E.I., Neskubina I.V., Pogorelova Y.A., Trepitaki L.K., Cheryarina N.D., Kotieva I.M., Morozova M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/4914

Устойчивая гипергликемия в результате сахарного диабета вызывает повреждение микрососудов и долгосрочные диабетические осложнения, такие как нефропатия.

Целью настоящего исследования явилось изучение уровня инсулиноподобных факторов роста (IGF), их белков-переносчиков (IGFBP) и маркеров повреждения (IL-18, L-FABP, цистатина С, NGAL, КИМ-1) в ткани почек самцов крыс при сахарном диабете, опухолевом росте и их сочетании.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование включены самцы белых беспородных крыс (n = 32) массой 180– 220 г, разделены на четыре группы по 8 особей в каждой. Группа 1–интактные животные, контрольная группа (2) –животные с сахарным диабетом, контрольная группа (3) – животные с карциномой Герена, основная группа (4) – животные с карциномой Герена на фоне сахарного диабета. В гомогенатах почек методом иммуноферментного анализа определяли IGF-1, IGF-2, IGFBP-1, IGFBP-2 и маркеры острого повреждения почек: IL-18, L-FABP, цистатин С, NGAL, KIM-1.

Результаты

Результаты. При сахарном диабете в самостоятельном варианте и сочетанном с ростом карциномы Герена у самцов крыс в почках установлено повышение уровня маркеров острого повреждения почек. При развитии сахарного диабета уровень IGF-1, IGFBP-1 и IGFBP-2 был снижен в среднем в 1,3 раза, а уровень IGF-2 повышен в 2,1 раза относительно показателя у интактных самцов. Повышение IGF-2/IGF-1в среднем в 2,8 раза свидетельствовало о нарастании гипогликемии ткани почек животных при сахарном диабете и в группе с сахарным диабетом и опухолью Герена. При опухоли Герена в ткани почек самцов уровень IGF-1 и IGF-2 был повышен в среднем в 1,5 раза, а уровень IGFBP-2 снижен в 1,7 раза. При сочетанном развитии злокачественной опухоли на фоне сахарного диабета содержание IGF-2 и IGFBP-1 было повышено в 2,3 и 1,7 раза соответственно, а IGF-1 и IGFBP-2 не отличались от показателей у интактных животных.

Заключение

Заключение. Обнаружены нарушения метаболического состояния ткани почек самцов при развитии сахарного диабета, опухоли Герена и их сочетания.

Persistent hyperglycemia resulting from diabetes mellitus causes microvascular lesions and long-term diabetic complications, such as nephropathy.

The aim of the study was to analyze the levels of insulin-like growth factors (IGFs), their carrier proteins (IGFBP), and markers of kidney tissue damage (IL-18, L-FABP, cystatin C, NGAL, and KIM-1) in male rats with diabetes mellitus, tumor growth, and their combination.

Materials and methods

Materials and methods. The study included white outbred male rats (n = 32) weighing 180–220 g. The animals were divided into four groups (n = 8 each): group 1 – intact animals; controls (2) – animals with diabetes mellitus; controls (3) – animals with Guerin carcinoma; experimental group (4) – animals with Guerin carcinoma against the background of diabetes mellitus. Levels of IGF-1, IGF-2, IGFBP-1, IGFBP-2 and markers of acute kidney injury (IL-18, L-FABP, cystatin С, NGAL, and KIM-1) were determined in the kidney homogenates using enzyme-linked immunosorbent assay.

Results

Results. Increased levels of acute kidney injury markers were found in the kidneys of male rats with diabetes mellitus alone and in combination with Guerin carcinoma. In the animals with diabetes mellitus, the levels of IGF-1, IGFBP-1, and IGFBP-2 were decreased on average by 1.3 times, and the level of IGF-2 was increased by 2.1 times compared with the values in the intact male rats. The elevation of IGF-2 / IGF-1 on average by 2.8 times indicated increasing hypoglycemia in the kidney tissue of the animals with diabetes mellitus and in the experimental group with diabetes mellitus and Guerin carcinoma. In the kidney tissues of the rats with Guerin carcinoma, IGF-1 and IGF-2 were elevated on average by 1.5 times, and IGFBP-2 was decreased by 1.7 times. In the animals with malignant tumors growing against the background of diabetes mellitus, IGF-2 and IGFBP-1 were increased by 2.3 and 1.7 times, respectively, and the levels of IGF-1 and IGFBP-2 were similar to those in the intact animals.

Conclusion

Conclusion. The study demonstrated abnormalities in the metabolic profile of the kidneys in male rats with experimental diabetes mellitus, Guerin carcinoma, and their combination.

сахарный диабеткарцинома Геренамаркеры острого повреждения почекIGFIGFBPdiabetes mellitusGuerin carcinomamarkers of acute kidney injuryIGFIGFBPReferencesFederation ID. IDF Diabetes Atlas. 9th. Brussels: Belgium: International Diabetes Federation, 2019.Federation ID. IDF Diabetes Atlas. 9th. Brussels: Belgium: International Diabetes Federation, 2019.Roy A., Maiti A., Sinha A., Baidya A., Basu A.K., Sarkar D. et al. Kidney Disease in Type 2 Diabetes Mellitus and Benefits of Sodium-Glucose Cotransporter 2 Inhibitors: A Consensus Statement. Diabetes Ther. 2020;11(12):2791–2827. DOI: 10.1007/s13300-020-00921-y.Roy A., Maiti A., Sinha A., Baidya A., Basu A.K., Sarkar D. et al. Kidney Disease in Type 2 Diabetes Mellitus and Benefits of Sodium-Glucose Cotransporter 2 Inhibitors: A Consensus Statement. Diabetes Ther. 2020;11(12):2791–2827. DOI: 10.1007/s13300-020-00921-y.Wang J., Yue X., Meng C., Wang Z., Jin X., Cui X. et al. Acute Hyperglycemia May Induce Renal Tubular Injury Through Mitophagy Inhibition. Front Endocrinol. (Lausanne). 2020;11:536213. DOI: 10.3389/fendo.2020.536213.Wang J., Yue X., Meng C., Wang Z., Jin X., Cui X. et al. Acute Hyperglycemia May Induce Renal Tubular Injury Through Mitophagy Inhibition. Front Endocrinol. (Lausanne). 2020;11:536213. DOI: 10.3389/fendo.2020.536213.Romagnani P., Remuzzi G., Glassock R., Levin A., Jager K. Tonelli M. et al. Chronic kidney disease. Nature Reviews Disease Primers. 2017;3(1, article 17088). DOI: 10.1038/nrdp.2017.88.Romagnani P., Remuzzi G., Glassock R., Levin A., Jager K. Tonelli M. et al. Chronic kidney disease. Nature Reviews Disease Primers. 2017;3(1, article 17088). DOI: 10.1038/nrdp.2017.88.Burton D.G.A., Faragher R.G.A. Obesity and type-2 diabe tes as inducers of premature cellular senescence and ageing. Biogerontology. 2018;19(6):447–459. DOI: 10.1007/s10522018-9763-7.Burton D.G.A., Faragher R.G.A. Obesity and type-2 diabe tes as inducers of premature cellular senescence and ageing. Biogerontology. 2018;19(6):447–459. DOI: 10.1007/s10522018-9763-7.Martinez C.J., Sangros G.J., Garcia S.F., Millaruelo J.M. Chronic renal disease in Spain: prevalence and related factors in persons with diabetes mellitus older than 64 years. Nefrología. 2018;38:401–413.Martinez C.J., Sangros G.J., Garcia S.F., Millaruelo J.M. Chronic renal disease in Spain: prevalence and related factors in persons with diabetes mellitus older than 64 years. Nefrología. 2018;38:401–413.Gao L., Zhong X., Jin J., Li J., Meng X.M. Potential targeted therapy and diagnosis based on novel insight into growth factors, receptors, and downstream effectors in acute kidney injury and acute kidney injury-chronic kidney disease progression. Signal Transduct. Target Ther. 2020;5(1):9. DOI: 10.1038/s41392-020-0106-1.Gao L., Zhong X., Jin J., Li J., Meng X.M. Potential targeted therapy and diagnosis based on novel insight into growth factors, receptors, and downstream effectors in acute kidney injury and acute kidney injury-chronic kidney disease progression. Signal Transduct. Target Ther. 2020;5(1):9. DOI: 10.1038/s41392-020-0106-1.Solarek W., Koper M., Lewicki S., Szczylik C., Czarnecka A.M. Insulin and insulin-like growth factors act as renal cell cancer intratumoral regulators. Journal of Cell Communication and Signaling. 2019;13(3):381–394. DOI: 10.1007/s12079-01900512-y.Solarek W., Koper M., Lewicki S., Szczylik C., Czarnecka A.M. Insulin and insulin-like growth factors act as renal cell cancer intratumoral regulators. Journal of Cell Communication and Signaling. 2019;13(3):381–394. DOI: 10.1007/s12079-01900512-y.Bach L.A., Hale L.J. Insulin-like growth factors and kidney disease. Am. J. Kidney Dis. 2015;65(2):327–336. DOI: 10.1053/j.ajkd.2014.05.024.Bach L.A., Hale L.J. Insulin-like growth factors and kidney disease. Am. J. Kidney Dis. 2015;65(2):327–336. DOI: 10.1053/j.ajkd.2014.05.024.Wu Z., Yu Y., Niu L., Fei A., Pan S. IGF-1 protects tubular epithelial cells during injury via activation of ERK/MAPK signaling pathway. Sci. Rep. 2016;6:28066. DOI: 10.1038/srep28066.Wu Z., Yu Y., Niu L., Fei A., Pan S. IGF-1 protects tubular epithelial cells during injury via activation of ERK/MAPK signaling pathway. Sci. Rep. 2016;6:28066. DOI: 10.1038/srep28066.Wasung M.E., Chawla L.S., Madero M. Biomarkers of renal function, which and when? Clin. Chim. Acta. 2015;438:350– 357. DOI: 10.1016/j.cca.2014.08.039.Wasung M.E., Chawla L.S., Madero M. Biomarkers of renal function, which and when? Clin. Chim. Acta. 2015;438:350– 357. DOI: 10.1016/j.cca.2014.08.039.Darawshi S., Yaseen H., Gorelik Y., Faor C., Szalat A., Abassi Z. et al. Biomarker evidence for distal tubular damage but cortical sparing in hospitalized diabetic patients with acute kidney injury (AKI) while on SGLT2 inhibitors. Renal Failure. 2020;42(1):836–844. DOI: org/10.1080/0886022X.2020.1801466.Darawshi S., Yaseen H., Gorelik Y., Faor C., Szalat A., Abassi Z. et al. Biomarker evidence for distal tubular damage but cortical sparing in hospitalized diabetic patients with acute kidney injury (AKI) while on SGLT2 inhibitors. Renal Failure. 2020;42(1):836–844. DOI: org/10.1080/0886022X.2020.1801466.Abassi Z., Rosen S., Lamothe S., Heyman S.N. Why have detection, understanding and management of kidney hypoxic injury have lagged behind those for the heart? JCM. 2019;8(2):267.Abassi Z., Rosen S., Lamothe S., Heyman S.N. Why have detection, understanding and management of kidney hypoxic injury have lagged behind those for the heart? JCM. 2019;8(2):267.Gohda T., Kamei N., Koshida T., Kubota M., Tanaka K., Yamashita Y. et al. Circulating kidney injury molecule-1 as a biomarker of renal parameters in diabetic kidney disease. J. Diabetes Investig. 2020;11(2):435–440. DOI: 10.1111/jdi.13139.Gohda T., Kamei N., Koshida T., Kubota M., Tanaka K., Yamashita Y. et al. Circulating kidney injury molecule-1 as a biomarker of renal parameters in diabetic kidney disease. J. Diabetes Investig. 2020;11(2):435–440. DOI: 10.1111/jdi.13139.Жукова Г.В., Шихлярова А.И., Сагакянц А.Б., Протасова Т.П. О расширении вариантов использования мышей BALB/cnude для экспериментального изучения злокачественных опухолей человека in vivo. Южно-Российский онкологический журнал. 2020;1(2):28–35. DOI: org/10.37748/2687-0533-2020-1-2-Жукова Г.В., Шихлярова А.И., Сагакянц А.Б., Протасова Т.П. О расширении вариантов использования мышей BALB/cnude для экспериментального изучения злокачественных опухолей человека in vivo. Южно-Российский онкологический журнал. 2020;1(2):28–35. DOI: org/10.37748/2687-0533-2020-1-2-Livingston C. IGF2 and cancer. Endocr. Relat. Cancer. 2013;0(6):R32–1339. DOI: 10.1530/ERC-13-0231.Livingston C. IGF2 and cancer. Endocr. Relat. Cancer. 2013;0(6):R32–1339. DOI: 10.1530/ERC-13-0231.Wasnik S., Tang X., Bi H., Abdipour A., Carreon E., Sutjiadi B. et al. IGF-1 deficiency rescue and intracellular calcium blockade improves survival and corresponding mechanisms in a mouse model of acute kidney injury. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(11):4095. DOI: 10.3390/ijms21114095.Wasnik S., Tang X., Bi H., Abdipour A., Carreon E., Sutjiadi B. et al. IGF-1 deficiency rescue and intracellular calcium blockade improves survival and corresponding mechanisms in a mouse model of acute kidney injury. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(11):4095. DOI: 10.3390/ijms21114095.Kashani K., Cheungpasitporn W., Ronco C. Biomarkers of acute kidney injury: the pathway from discovery to clinical adoption. Clin. Chem. Lab. Med. 2017;55(8):1074–1089. DOI: 10.1515/cclm-2016-0973.Kashani K., Cheungpasitporn W., Ronco C. Biomarkers of acute kidney injury: the pathway from discovery to clinical adoption. Clin. Chem. Lab. Med. 2017;55(8):1074–1089. DOI: 10.1515/cclm-2016-0973.Karim C.B., Espinoza-Fonseca L.M., James Z.M., Hanse E.A., Gaynes J.S., Thomas D.D. et al. Structural Mechanism for Regulation of Bcl-2 protein Noxa by phosphorylation. Sci. Rep. 2015;5:14557. DOI: 10.1038/srep14557.Karim C.B., Espinoza-Fonseca L.M., James Z.M., Hanse E.A., Gaynes J.S., Thomas D.D. et al. Structural Mechanism for Regulation of Bcl-2 protein Noxa by phosphorylation. Sci. Rep. 2015;5:14557. DOI: 10.1038/srep14557.Wang M., Yang Y., Liao Z. Diabetes and cancer: Epidemiological and biological links. World Journal of Diabetes. 2020;11(6):227–238. DOI: 10.4239/wjd.v11.i6.227.Wang M., Yang Y., Liao Z. Diabetes and cancer: Epidemiological and biological links. World Journal of Diabetes. 2020;11(6):227–238. DOI: 10.4239/wjd.v11.i6.227.Parikh C.R., Mansour S.G. Perspective on clinical application of biomarkers in AKI. J. Am. Soc. Nephrol. 2017;28(6):1677– 1685.Parikh C.R., Mansour S.G. Perspective on clinical application of biomarkers in AKI. J. Am. Soc. Nephrol. 2017;28(6):1677– 1685.Medic B., Rovcanin B., Vujovic K.S., Obradovic D., Duric D., Prostran M. Evaluation of novel biomarkers of acute kidney injury: the possibilities and limitations. Curr. Med. Chem. 2016;23:1981–1997.Medic B., Rovcanin B., Vujovic K.S., Obradovic D., Duric D., Prostran M. Evaluation of novel biomarkers of acute kidney injury: the possibilities and limitations. Curr. Med. Chem. 2016;23:1981–1997.Schrezenmeier E.V., Barasch J., Budde K., Westhoff T., Schmidt-Ott K.M. Biomarkers in acute kidney injury – pathophysiological basis and clinical performance. Acta Physiol. (Physiol.). 2017;219:554–572.Schrezenmeier E.V., Barasch J., Budde K., Westhoff T., Schmidt-Ott K.M. Biomarkers in acute kidney injury – pathophysiological basis and clinical performance. Acta Physiol. (Physiol.). 2017;219:554–572.Imai N., Yasuda T., Kamijo-Ikemori A., Shibagaki Y., Kimura K. Distinct roles of urinary liver-type fatty acid-binding protein in non-diabetic patients with anemia. PLoS One. 2015;10(5):e0126990.Imai N., Yasuda T., Kamijo-Ikemori A., Shibagaki Y., Kimura K. Distinct roles of urinary liver-type fatty acid-binding protein in non-diabetic patients with anemia. PLoS One. 2015;10(5):e0126990.Oh D.J. A long journey for acute kidney injury biomark ers. Renal Failure. 2020;42(1):154–165. DOI: 10.1080/0886022X.2020.1721300.Oh D.J. A long journey for acute kidney injury biomark ers. Renal Failure. 2020;42(1):154–165. DOI: 10.1080/0886022X.2020.1721300.Кит О.И., Франциянц Е.М., Димитриади С.Н., Каплие ва И.В., Трепитаки Л.К. Экспрессия молекулярных маркеров острого повреждения почек в динамике экспериментальной ишемии. Экспериментальная и клиническая урология. 2014;(4):12–15.Кит О.И., Франциянц Е.М., Димитриади С.Н., Каплие ва И.В., Трепитаки Л.К. Экспрессия молекулярных маркеров острого повреждения почек в динамике экспериментальной ишемии. Экспериментальная и клиническая урология. 2014;(4):12–15.Кит О.И., Франциянц Е.М., Димитриади С.Н., Каплие ва И.В., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д. и др. Роль маркеров острого повреждения почек в выборе тактики хирургического лечения больных раком почки. Онкоурология. 2015;11(3):34–39.Кит О.И., Франциянц Е.М., Димитриади С.Н., Каплие ва И.В., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д. и др. Роль маркеров острого повреждения почек в выборе тактики хирургического лечения больных раком почки. Онкоурология. 2015;11(3):34–39.

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