Структурные особенности печени мышей db/db с лептин-резистентностью при систематическом применении рекомбинантного аполипопротеина А-I

Цель исследования – установить характер ремоделирования печени при гипергликемии и инсулинорезистентности у лептин-резистентных мышей db/db и изучить возможность обратного развития выявленных структурных изменений при коррекции углеводного обмена с помощью систематического введения рекомбинантного аполипопротеина A-I (rАпоА-I). Материал и методы. Изучены особенности структурной организации печени мышей db/db (n=46) в возрасте 10, 12 и 24 нед, в том числе при еженедельном подкожном введении rАпоА-I (в дозе 7 мг/кг массы) с 8-недельного возраста как корректора углеводного обмена. Контролем служили мыши линии C57/Bl без нарушений углеводного обмена (n=12). Образцы печени для светооптического исследования фиксировали в 10% нейтральном формалине, заливали в парафин и окрашивали гематоксилином и эозином, по Маллори, ставили PAS-реакцию. Для получения полутонких срезов фрагменты печени фиксировали в 4% параформальдегиде, постфиксировали в 1% четырехокиси осмия, заливали в смесь эпона и аралдита. Окрашенные азуром II полутонкие срезы использовали для проведения стереологического анализа. Результаты. У мышей db/db в возрасте 24 нед концентрация глюкозы и инсулина была увеличена (в 2,9 и 6,5 раза соответственно, p<0,001) по сравнению с контролем, что отражало нарушения углеводного обмена. Систематическое введение rАпоА-I начиная с 8-недельного возраста приводило к снижению концентрации глюкозы в плазме крови (на 37%) у мышей в возрасте 24 нед, однако данный показатель оставался повышенным (в 2 раза) относительно контрольных животных. Введение rАпоА-I не влияло на концентрацию инсулина на протяжении всего эксперимента. К особенностям структурной организации печени мышей db/db относятся выраженная дискомплексация печеночных балок при выраженных дистрофических/некробиотических изменениях гепатоцитов, значительное уменьшение объемных плотностей ядер гепатоцитов, синусоидов и соединительнотканных компонентов при сравнении с мышами с нормальными показателями углеводного обмена. Наиболее значимыми морфологическими изменениями печени мышей db/db были массивные некротические поражения гепатоцитов, иногда затрагивающие всю дольку при отсутствии лейкоцитарной инфильтрации. Систематическое применение rАпоА-I существенно не влияло на характер ремоделирования печени, но способствовало снижению выраженности дистрофических повреждений гепатоцитов и уменьшению очагов некроза. Заключение. Систематическое введение rАпоА-I не изменяет характер ремоделирования печени у мышей db/db с генетически детерминированной лептин-резистентностью, несмотря на снижение уровня глюкозы в плазме крови, но уменьшает выраженность патологических изменений. Показано уменьшение объемной плотности очагов некроза гепатоцитов и менее выраженное снижение объемной плотности синусоидов и объемного отношения синусоидов к гепатоцитам.

1. Воевода М.И., Князев Р.А., Мирошниченко С.М., Усынин И.Ф., Поляков Л.М. Способ лечения и профилактики гипергликемии и инсулинорезистентности и связанных с ними заболеваний и функциональных нарушений органов и систем и средство для его осуществления. Патент RU 2823334 C1, 22.07.2024. Заявка от 24.07.2023.

2. Киселева Е.В., Демидова Т.Ю. Неалкогольная жировая болезнь печени и сахарный диабет 2 типа: проблема сопряженности и этапности развития. Ожирение и метаболизм. 2021;18(3):313-319. doi: 10.14341/omet12758

3. Притулина Ю.Г., Прокопенко С.Е., Корденко А.А., Атякшин Д.А., Лобанов В.Л. Оценка влияния ремаксола на гепатоциты при моделировании неалкогольной жировой дистрофии у лабораторных мышей линии C57BL/6. Архив патологии. 2019; 81(5):64-69. doi:10.17116/patol20198105164. (In Russ.)

4. Ardaiz N, Gomar C, Vasquez M, Tenesaca S, Fernandez-Sendin M, Di Trani CA, Belsué V, Escalada J, Werner U, Tennagels N, Berraondo P. Insulin Fused to Apolipoprotein A-I Reduces Body Weight and Steatosis in DB/DB Mice. Front Pharmacol. 2021 Feb 19;11:591293. doi: 10.3389/fphar.2020.591293

5. Cochran BJ, Ryder WJ, Parmar A, Tang S, Reilhac A, Arthur A, Charil A, Hamze H, Barter PJ, Kritharides L, Meikle SR, Gregoire MC, Rye KA. In vivo PET imaging with [(18)F]FDG to explain improved glucose uptake in an apolipoprotein A-I treated mouse model of diabete. Diabetologia. 2016 Sep;59(9):1977-84. doi: 10.1007/s00125-016-3993-5

6. Easton R, Gille A, D'Andrea D, Davis R, Wright SD, Shear C A multiple ascending dose study of CSL112, an infused formulation of ApoA-I. J Clin Pharmacol. 2014 Mar;54(3):301-10. doi: 10.1002/jcph.194

7. Fritzen AM, Domingo-Espín J, Lundsgaard AM, Kleinert M, Israelsen I, Carl CS, Nicolaisen TS, Kjøbsted R, Jeppesen JF, Wojtaszewski JFP, Lagerstedt JO, Kiens B. ApoA-1 improves glucose tolerance by increasing glucose uptake into heart and skeletal muscle independently of AMPKα2. Mol. Metab. 2020 May;35:100949. doi: 10.1016/j.molmet.2020.01.013

8. Guest PC, Rahmoune H. Characterization of the db/db Mouse Model of Type 2 Diabetes. Methods Mol Biol. 2019:1916:195-201. doi: 10.1007/978-1-4939-8994-2_18

9. Guilbaud A, Howsam M, Niquet-Léridon C, Delguste F, Boulanger E, Tessier FJ. The LepR(db/db) mice model for studying glycation in the context of diabetes. Diabetes Metab Res Rev. 2019 Feb;35(2):e3103. doi: 10.1002/dmrr.3103

10. Izquierdo AG, Crujeiras AB. Leptin, Obesity, and Leptin Resistance: Where are We 25 Years Later? Nutrients. 2019 11:2704. doi:10.3390/nu11112704

11. Kim SI, Shin D, Choi TH, Lee JC, Cheon GJ, Kim KY, Park M, Kim M. Systemic and specific delivery of small interfering RNAs to the liver mediated by apolipoprotein A-I. Mol. Ther. 2007 Jun; 15 (6): 1145–1152. doi:10.1038/sj.mt.6300168

12. Li DJ, Liu J, Hua X, Fu H, Huang F, Fei YB. Lu WJ, Shen FM, Wang P. Nicotinic acetylcholine receptor α7 subunit improves energy homeostasis and inhibits inflammation in nonalcoholic fatty liver disease. Metabolism. 2018; 79:52–63. doi: 10.1016/j.metabol.2017.11.002

13. Liang W, Zhang D, Kang J, Meng Z, Yang J, Yang L, Xue N, Gao Q, Han S, Gou X. Protective effects of rutin on liver injury in type 2 diabetic db/db mice. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2018. 107: 721-728. doi: 10.3892/mmr.2021.12381

14. Münzberg H, Heymsfield SB, Berthoud HR, Morrison CD. History and future of leptin: Discovery, regulation and signaling. Metabolism. 2024 Dec;161:156026. doi: 10.1016/j.metabol.2024.156026

15. Obradovic M, Sudar-Milovanovic E, Soskic S, Essack M, Arya S, Stewart AJ, Gojobori T, Isenovic ER. Leptin and Obesity: Role and Clinical Implication. Front Endocrinol. (Lausanne). 2021 May 18;12:585887. doi: 10.3389/fendo.2021.585887

16. Ryabchenko AV, Kotova MV, Tverdohleb NV, Knyazev RA, Polyakov LM. Production and Analysis of Biological Properties of Recombinant Human Apolipoprotein A-I. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015; 160(1):129-133. doi: 10.1007/s10517-015-3113-4

17. Scheen AJ. Beneficial effects of SGLT2 inhibitors on fatty liver in type 2 diabetes: A common comorbidity associated with severe complications. Diabetes Metab. 2019 Jun;45(3):213-223. doi: 10.1016/j.diabet.2019.01.008

18. Yang H, Yang T, Heng C, Zhou Y, Jiang Z, Qian X, Du L, Mao S, Yin X. Lu Q. Quercetin improves nonalcoholic fatty liver by ameliorating inflammation, oxidative stress, and lipid metabolism in db/db mice. Phytother Res. 2019; 33: 3140–3152. doi: 10.1002/ptr.6486

19. Younossi Z, Tacke F, Arrese M, Chander Sharma B, Mostafa I, Bugianesi E, Wai-Sun Wong V, Yilmaz Y, George J, Fan J, Vos MB. Global perspectives on nonalcoholic fatty liver disease and nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology. 2019. 69:2672–2682. doi: 10.1002/hep.30251

20. Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold L, Friedman JM. Positional Cloning of the Mouse Obese Gene and its Human Homologue // Nature. 1994. 372:425–32. doi: 10.1038/372425a0

21. Zhao W, Chen L, Zhou H, Deng C, Han Q, Chen Y, Wu Q, Li S. Protective effect of carvacrol on liver injury in type 2 diabetic db/db mice. Mol. Med. Rep. 2021; 24(5):741. doi: 10.3892/mmr.2021.1238

22. Zheng Y, Liu T, Wang Z, Xu Y, Zhang Q, Luo D. Low molecular weight fucoidan attenuates liver injury via SIRT1/AMPK/PGC1α axis in db/db mice. Int. J. Biol. Macromol. 2018; 112:929–936. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.02.072