Иммуногистохимическая характеристика морфогенеза левого желудочка сердца плодов крыс

Крысы являются наиболее распространенными объектами доклинических исследований, что обусловливает актуальность изучения плодного кардиоморфогенеза крыс с применением современных методов морфологических исследований. Цель – изучить динамику маркеров пролиферации (Ki67), апоптоза (каспаза 3), васкуляризации (CD31) и ремоделирования стромы (MMP2 и MMP9) миокарда левого желудочка плодов крыс Вистар. Материал и методы. Проведено гистологическое, иммуногистохимическое и морфометрическое исследование стенки левого желудочка сердца крыс на 18-, 19-, 20-, 21- и 22-е сутки пренатального периода онтогенеза. Результаты. С 18-х по 22-е сут пренатального периода онтогенеза у крыс наблюдается двукратное увеличение толщины латеральной стенки левого желудочка, обусловленное как пролиферацией, так и дифференцировкой и увеличением размеров кардиомиоцитов. Ki67-позитивные кардиомиоциты локализованы в стенке левого желудочка диффузно, их количество возрастает на 19-е сут пренатального периода развития и остается на высоком уровне до конца пренатального периода развития крыс. С 18-х по 22-е сут пренатального периода онтогенеза крыс в левом желудочке определяются единичные каспаза 3-позитивные кардиомиоциты. Рост миокарда левого желудочка в плодном периоде у крыс сопровождается адекватными темпами васкуляризации. Рост сосудов, а также пролиферация кардиомиоцитов сопровождаются ремоделированием стромы миокарда, при этом наибольшая интенсивность MMP2- и MMP9-иммунного окрашивания наблюдается в начале плодного периода онтогенеза крыс. Заключение. Короткая продолжительность пренатального онтогенеза крыс обусловливает высокую динамичность кардиоморфогенетических процессов. В плодном периоде онтогенеза крыс в левом желудочке сердца пролиферация кардиомиоцитов преобладает над интенсивностью апоптоза. Интенсивность пролиферации кардиомиоцитов левого желудочка крыс высока вплоть до 22-х сут пренатального периода онтогенеза.

1. Загоруйко Ю.В., Загоруйко Г.Е., Марциновский В.П., Филатова В.Л. Закономерности кардиомиогенеза у крыс Wistar: рост суммарной численности кардиомиоцитов и образование популяции двуядерных миоцитов в паренхиме миокарда комплекса (ЛЖ + МЖП). Вісник проблем біології і медицини. 2019;1(2):70–5.

2. Тимошенко О.С., Кугаевская Е.В., Гуреева Т.А. ММП-9, ММП-2, VEGF и VEGFR2 как факторы инвазии и ангиогенеза при плоскоклеточной карциноме шейки матки. Biomedical Chemistry: Research and Methods. 2022; 5(4):e00187. doi: 10.18097/BMCRM00187 doi: 10.18097/BMCRM00187

3. Чумасов Е.И., Петрова Е.С., Коржевский Д.Э. Изучение строения развивающегося эпикарда и особенностей васкуляризации в сердце новорожденных крыс. Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2017;2(34):12–8.

4. Ямщикова Е.Н., Вологдина Н.Н., Суворова Г.Н. Иммуногистохимический анализ гибели кардиомиоцитов в нормальном и экспериментально измененном эмбриогенезе. Материалы научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей». 7-8 апреля 2004. Санкт-Петербург; 2004:77–8.

5. de Boer BA, van den Berg G, de Boer PAJ, Moorman AFM, Ruijter JM. Growth of the developing mouse heart: An interactive qualitative and quantitative 3D atlas. Developmental Biology. 2012 Aug;368(2):203–13. doi: 10.1016/j.ydbio.2012.05.001

6. Bürgisser GM, Heuberger DM, Schaffner N, Giovanoli P, Calcagni M, Buschmann J. Delineation of the healthy rabbit heart by immunohistochemistry – A technical note. Acta histochemica. 2023 Jan 1;125(1):151993–3. doi: 10.1016/j.acthis.2022.151993

7. Charest PL, Vrolyk V, Herst PM, Lessard MH, Sloboda DM, Mathieu Dalvai, et al. Histomorphologic Analysis of the Late-term Rat Fetus and Placenta. Toxicologic Pathology. 2018 Feb 1;46(2):158–68. doi: 10.1177/0192623318755135

8. Corvino SB, Volpato GT, Macedo NCD, Sinzato YK, Rudge MVC, Damasceno DC. Physiological and biochemical measurements before, during and after pregnancy of healthy rats. Acta Cirurgica Brasileira. 2015 Oct 1;30(10):668–74. doi: 10.1590/S0102-865020150100000003

9. Fisher SA, Langille BL, Srivastava D. Apoptosis During Cardiovascular Development. Circulation Research. 2000 Nov 10;87(10):856–64. doi: 10.1161/01.res.87.10.856

10. Franco D. Patterns of expression in the developing myocardium: towards a morphologically integrated transcriptional model. Cardiovascular Research. 1998 Apr;38(1):25–53. doi: 10.1016/s0008-6363(97)00321-0

11. Grases-Pintó B, Torres-Castro P, Abril-Gil M, Castell M, Rodríguez-Lagunas MJ, Pérez-Cano FJ, et al. A Preterm Rat Model for Immunonutritional Studies. Nutrients. 2019 May 1;11(5):999. doi: 10.3390/nu11050999

12. Guo Z, Guo K, Luo H, Mu L, Li Q, Chang Y. The Expression Analysis of Nanog in the Developing Rat Myocardial Tissues. Cellular Physiology and Biochemistry. 2015;35(3):866–74. doi: 10.1159/000369744

13. Lehtoranta L, Olli Vuolteenaho, Laine V, Koskinen A, Soukka H, Ville Kytö, et al. Maternal hyperglycemia leads to fetal cardiac hyperplasia and dysfunction in a rat model. American Journal of Physiology-endocrinology and Metabolism. 2013 Sep 1;305(5):E611–9. doi: 10.1152/ajpendo.00043.2013

14. LeMoine CMR, McClelland GB, Lyons CN, Mathieu-Costello O, Moyes CD. Control of mitochondrial gene expression in the aging rat myocardium. Biochemistry and Cell Biology. 2006 Apr 1;84(2):191–8. doi: 10.1139/o05-169

15. Marcela SG, Cristina RMM, Angel PGM, Manuel AM, Sofía DC, Patricia DLRS, et al. Chronological and Morphological Study of Heart Development in the Rat. The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology. 2012 Jun 19;295(8):1267–90. doi: 10.1002/ar.22508

16. Momma K, Ito T, Ando M. In Situ Morphology of the Foramen Ovale in the Fetal and Neonatal Rat. Pediatric Research. 1992 Dec;32(6):669–72. doi: 10.1203/00006450-199212000-00008

17. Mu L, Wang WF, Zheng H, Guo Z, Zhang GM. Expression of N-cadherin in myocardial tissues during the development of a rat heart. Genetics and Molecular Research. 2015 Jan 1;14(3):9882– 9. doi: 10.4238/2015.August.19.22

18. Nakamura Y, Takeba Y, Kobayashi T, Ootaki M, Ohta Y, Kida K, et al. Yap Contributes to Cardiomyocyte Proliferation in the Fetal Rat Heart Epicardium with Antenatal Glucocorticoid Administration. Journal of St Marianna University. 2020;11(2):109–22. doi: 10.17264/stmarieng.11.109

19. Ratajska A, Jack P.M. Cleutjens. Embryogenesis of the rat heart: the expression of collagenases. Basic Research in Cardiology. 2002 May 1;97(3):189– 97. doi: 10.1007/s003950200011

20. Sato S. Ultrastructural study of capillary angiogenesis in rat fetal hearts: Role of fibroblasts and myocardial clefts. Medical electron microscopy. 1998 Dec 1;31(4):185–92. doi: 10.1007/bf01545700

21. Smith KLM, Swiderska A, Lock MC, Graham L, Iswari W, Choudhary T, et al. Chronic developmental hypoxia alters mitochondrial oxidative capacity and reactive oxygen species production in the fetal rat heart in a sexdependent manner. Journal of Pineal Research. 2022 Aug 17;73(3):e12821. doi: 10.1111/jpi.12821

22. Tong W, Xue Q, Li Y, Zhang L. Maternal hypoxia alters matrix metalloproteinase expression patterns and causes cardiac remodeling in fetal and neonatal rats. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2011 Nov;301(5):H2113–21. doi: 10.1152/ajpheart.00356.2011

23. Wolff CA, Gutiérrez-Monreal MA, Meng L, Zhang X, Douma LG, Costello HM, et al. Defining the age-dependent and tissue-specific circadian transcriptome in male mice. Cell Reports. 2023 Jan 1;42(1):111982–2. doi: 10.1016/j.celrep.2022.111982

24. Xavier-Vidal R, Cunha RC, Madi K. Quantitative study using semithin section of the rat fetal myocardium. Revista chilena de anatomía. 1997 Jan 1;15(2):209–16. doi: 10.4067/s0716-98681997000200015