Инд. авторы:	Петровский Д.В., Ромащенко А.В., Троицкий С.Ю., Мошкин М.П
Заглавие:	Межлинейные различия мышей по температурной реакции на интраназальное введение наночастиц оксида платины
Библ. ссылка:	Петровский Д.В., Ромащенко А.В., Троицкий С.Ю., Мошкин М.П Межлинейные различия мышей по температурной реакции на интраназальное введение наночастиц оксида платины // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2015. - Т.19. - № 4. - С.439-444. - ISSN 2500-0462. - EISSN 2500-3259.
Внешние системы:	DOI: 10.18699/VJ15.058; РИНЦ: 25301715;
Реферат:	eng: Air pollution by particulate matter (PM) has been associated with cardiopulmonary morbidity and mortality in many recent epidemiological studies. it has been shown that transition metal compounds, well-known toxic components of PM, are able to induce hypothermia following whole-body inhalation exposure. Low temperature appears to protect tissue against toxic effects of PM metal compounds in vivo and in vitro. To study the role of soluble and insoluble irritants in the induction of the hypothermic response, we analyzed the decrease in mouse body temperature (Δt body) after intranasal administration of PtO nanoparticles or a K 2[PtCl 4] solution. Between-strain differences in Δt body after intranasal administration of the irritants were evaluated using 6 inbred (BALB/cJ, C57BL/6J, AKR/OlaHsd, DBA/2JRccHsd, C3H/HeNHsd, and SJL/J) and 2 outbred mouse strains (SCiD and CD1). BALB/cJ and SCiD mice showed the most pronounced effect of intranasal administration of the xenobiotic on t body. Thus, t body was significantly lower after nasal administration the PtO nanoparticles than after administration of the K 2[PtCl 4] solution. To study the mechanism of this decrease, we compared the respective values for Δt body following intranasal, intravenous and per oral administration of PtO nanoparticles in Balb/c mice. Neither intravenous nor per oral administration had any effect on mouse body temperature. This fact together with data on the dynamics of the decrease in mouse body temperature following after intranasal administration of PtO nanoparticles (max Δt body ~ 80-100 min) allowed us to assume that this process is under nervous regulation. The correlation found between our data and some well-known phenotypic characteristics (phenome.jax.org) of the mouse strains used confirms this hypothesis. rus: Одними из компонентов пыли с доказанными токсическими эффектами на дыхательную и кардиоваскулярную системы являются различные соединения тяжелых металлов. Известно, что при воздействии тяжелых металлов на дыхательную систему происходит понижение температуры тела животного, которое считается адаптивной реакцией, уменьшающей интенсивность проникновения токсиканта. Для изучения вклада растворимых и нерастворимых форм ксенобиотиков в развитие гипотермического ответа в данной работе проводили сравнение изменения температуры тела мышей в ответ на интраназальное введение коллоидного раствора наночастиц оксида платины (PtO-НЧ) и истинного раствора соли платины (K 2[PtCl 4]). Значение генетической изменчивости было исследовано на 6 инбредных (BALB/cJ, C57BL/6J, AKR/OlaHsd, DBA/2JRccHsd, C3H/HeNHsd, SJL/J) и 2 аутбредных линиях (SCiD и CD1) мышей. Наиболее выраженное снижение температуры в ответ на интраназальное введение ирританата продемонстрировали мыши линий BALB/cJ и SCID, при этом амплитуда падения температуры тела (Δt тела ) в ответ на введение PtO-НЧ была больше, чем на K 2[PtCl 4]. Механизм снижения температуры тела при интраназальном введении ксенобиотика определяли путем сравнения Δt тела для интраназального, внутривенного и перорального введения PtO-НЧ. Ни внутривенное, ни пероральное введение наночастиц не вызывало значимого изменения Δt тела животного, что вкупе с данными по динамике снижения температуры (max Δt тела ~ 80-100 мин) позволяет предположить опосредованный нервной системой механизм регуляции изменения Δt тела, который может реализоваться за счет активации афферентных волокон тройничного нерва. Корреляции данных по max Δt тела в ответ на интраназальное введение PtO-НЧ и ряда известных фенотических характеристик (phenome.jax.org) использованных нами линий подтверждают это предположение.
Ключевые слова:	intranasal administration; thermoregulation; hypothermia; наночастицы; интраназальное введение; гипотермия; терморегуляция; nanoparticles;
Издано:	2015
Физ. характеристика:	с.439-444
Цитирование:	1. Мошкин М.П., Пельтек С.Е., Герлинская Л.А., Горячковская Т.Н., Концевая Г.В., Масленникова С.О., Попик В.В., Колчанов Н.А. Острая иммуно-физиологическая реакция мышей разных генотипов на поступление наночастиц SiO2 (Таркосил 25) в верхние дыхательные пути. Рос. нанотехнологии, 2011 ;6(9/10):47-54 2. Aoki Y., Sato H., Nishimura N., Takahashi S., Itoh K., Yamamoto M. Accelerated DNA adduct formation in the lung of the Nrf2 knockout mouse exposed to diesel exhaust. Toxicol. Appl. Pharm. 2001; 173(3): 154-160 3. Becerra L., Morris S., Bazes S., Gostic R., Sherman S., Gostic J., Pendse G., Moulton E., Scrivani S., Keith D., Chizh B., Borsook D. Trigeminal neuropathic pain alters responses in CNS circuits to mechanical (brush) and thermal (cold and heat) stimuli. J. Neurosci. 2006;26(42): 10646-10657 4. Brook R.D., Rajagopalan S., Pope C.A. 3rd, Brook J.R., Bhatnagar A., Diez-Roux A.V., Holguin F., Hong Y., Luepker R.V., Mittleman M.A., Peters A., Siscovick D., Smith S.C. Jr, Whitsel L., Kaufman J.D. Particulate matter air pollution and cardiovascular disease an update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010; 121 (21 ):2331-2378 5. Bryant B.P., Moore P.A. Factors affecting the sensitivity of the lingual trigeminal nerve to acids. Am. J. Physiol.-Reg. Integr. Compar. Physiol. 1995;268(1):R58-R65. 6. Burnett R.T., Dales R., Krewski D., Vincent R., Dann T., Brook J.R. Associations between ambient particulate sulfate and admissions to Ontario hospitals for cardiac and respiratory diseases. Am. J. Epidemiol. 1995; 142(1): 15-22. 7. Campen M.J., Nolan J.P., Schladweiler M.C.J., Kodavanti U.P., Evansky P.A. Costa D.L., Watkinson W.P. Cardiovascular and thermoregulatory effects of inhaled PM-associated transition metals: a potential interaction between nickel and vanadium sulfate. Toxicol. Sci. 2001;64(2):243-252. 8. Diociaiuti M., Balduzzi M., De Berardis B., Cattani G., Stacchini G., Ziemacki G., Marconi A., Paoletti L. The two PM 2.5 (fine) and PM 2.5-10 (coarse) fractions: evidence of different biological activity. Environ. Res. 2001;86(3):254-262. 9. Dockery D.W., Pope C.A. Acute respiratory effects of particulate air pollution. Annu. Rev. Publ. Health. 1994; 15( 1 ): 107-132. 10. Dreher K.L., Jaskot R.H., Lehmann J.R., Richards J.H., McGee J.K., Ghio A.J., Costa D.L. Soluble transition metals mediate residual oil fly ash induced acute lung injury. J. Toxicol. Environ. Health. 1997;50(3):285-305. 11. Dye J.A., Adler K.B., Richards J.H., Dreher K.L. Role of soluble metals in oil fly ash-induced airway epithelial injury and cytokine gene expression. Am. J. Physiol.-Lung Cell. Mol. Physiol. 1999;277(3): L498-L510. 12. Georgieva M., Andonovski B. Determination of platinum (IV) by UV spectrophotometry. Analyt. Bioanalyt. Chem. 2003;375(6):836-839. 13. Gordon C.J. Toxic-induced hypothermia and hypometabolism: Do they increase uncertainty in the extrapolation of toxicological data from experimental animals to humans? Neurosci. Biobehav. Rev. 1991 ; 15( 1 ):95-98. 14. Han J.Y., Takeshita K., Utsumi H. Noninvasive detection of hydroxyl radical generation in lung by diesel exhaust particles. Free Radical Biol. Med. 2001;30(5):516-525. 15. Hayama T. Thermoreceptive neurons in the dorsal portion of the trigeminal principal nucleus in rats. Neurosci. Lett. 2014;564:53-56. 16. Hayashi T., Cottam H.B., Chan M., Jin G., Tawatao R.I., Crain B., Ronacher L., Messer K., Carson D.A., Corr M. Mast cell-dependent anorexia and hypothermia induced by mucosal activation of Toll-like receptor 7. Am. J. Physiol.-Reg, Integr. Compar. Physiol. 2008;295(1):R123-R132. 17. Kodavanti U.P., Jackson M.C., Ledbetter A.D., Richards J.R., Gardner S.Y., Watkinson W.P., Campen M.J., Costa D.L. Lung injury from intratracheal and inhalation exposures to residual oil fly ash in a rat model of monocrotaline-induced pulmonary hypertension. J. Toxicol. Environ. Health. 1999;57(8):543-563. 18. Komai M., Bryant B.P. Acetazolamide specifically inhibits lingual trigeminal nerve responses to carbon dioxide. Brain Res. 1993;612(1): 122-129. 19. McCormick D.A., Bal T. Sensory gating mechanisms of the thalamus. Curr. Opin. Neurobiol. 1994;4(4):550-556. 20. Mills N.L., Törnqvist H., Robinson S.D., Gonzalez M., Darnley K., MacNee W., Boon N.A., Donaldson K., Blomberg A., Sandstrom T., Newby D.E. Diesel exhaust inhalation causes vascular dysfunction and impaired endogenous fibrinolysis. Circulation. 2005; 112(25): 3930-3936. 21. Moldovan M., Palacios M.A., Gómez M.M., Morrison G., Rauch S., McLeod C., Ma R., Caroli S., Alimonti A., Petrucci F., Bocca B., Schramel P., Zischka M., Pettersson C., Wass U., Luna M., Saenz J.C., Santamaria J. Environmental risk of particulate and soluble platinum group elements released from gasoline and diesel engine catalytic converters. Sci. Total Environ. 2002;296(1): 199-208. 22. Morrison S.F., Nakamura K. Central neural pathways for thermoregulation. Frontiers Biosci. 2011 ; 16:74. 23. Schins R.P., Polat D., Begerow J., Turfeld M., Becker A., Borm P.J. Platinum levels in nasal lavage fluid as a biomarker for traffic-related exposure and inflammation in children. Sci. Total Environ. 2004;334:447-455. 24. Schwartz J., Morris R. Air pollution and hospital admissions for cardiovascular disease in Detroit, Michigan. Am. J. Epidemiol. 1995; 142(1):23-35. 25. Ulfvarson U., Alexandersson R., Dahlqvist M., Ekholm U., Bergström B. Pulmonary function in workers exposed to diesel exhausts: the effect of control measures. Am. J. Ind. Med. 1991;19(3):283-289. 26. Upadhyay J., Knudsen J., Anderson J., Becerra L., Borsook D. Noninvasive mapping of human trigeminal brainstem pathways. Magn. Reson. Med. 2008;60(5): 1037-1046. 27. Watkinson W.P., Campen M.J., Nolan J.P., Costa D.L. Cardiovascular and systemic responses to inhaled pollutants in rodents: effects of ozone and particulate matter. Environ. Health Persp. 2001; 109(4):539. 28. Xiao G.G., Wang M., Li N., Loo J.A., Nel A.E. Use of proteomics to demonstrate a hierarchical oxidative stress response to diesel exhaust particle chemicals in a macrophage cell line. J. Biol. Chem. 2003;278(50):50781-50790. 29. Zhu H., Fan J., Xu Q., Li H., Wang J., Gao P., Peng X. Imaging of lysosomal pH changes with a fluorescent sensor containing a novel lysosome-locating group. Chem. Commun. 2012;48(96): 11766-11768.