Preview

ПСИХИАТРИЯ

Расширенный поиск

Окислительные повреждения ДНК клеток периферической крови и внеклеточной ДНК плазмы крови как показатель тяжести окислительного стресса при расстройствах аутистического спектра и шизофрении у детей

https://doi.org/10.30629/2618-6667-2021-19-4-15-25

Полный текст:

Аннотация

Обоснование: неоднородность и сложность патогена являются основными препятствиями для дифференциальной диагностики шизофрении и расстройств аутистического спектра (РАС) у детей. Роль окислительного стресса в молекулярных механизмах патогенеза шизофрении и аутизма не вызывает сомнений. Свободные радикалы, накапливающиеся при развитии стресса, могут вызывать окислительные модификации и образование разрывов внеклеточной ДНК (вкДНК) и ядерной ДНК клеток крови. На сегодняшний день доказано, что 8-гидрокси-2’-дезоксигуанозин (8-OHdG) можно рассматривать как биомаркер окислительного стресса. Однако до сих пор неясно, насколько выражены генотоксические последствия окислительного стресса при РАС разной степени тяжести и при шизофрении у детей (ШД). Цель исследования: изучение связи уровня окислительных повреждений ДНК в клетках периферической крови и характеристик циркулирующей вкДНК с ШД и тяжестью течения РАС у детей. Пациенты и методы: образцы крови 96 пациентов, больных детским аутизмом (ДА — F84.0 по МКБ- 10), атипичным аутизмом (АА — F84.1 по МКБ-10) и шизофренией с началом в детском возрасте (ШД — F20.8 по МКБ-10), были получены из отдела детской психиатрии ФГБНУ НЦПЗ. Образцы крови группы контроля (34 чел.) взяты из коллекции образцов МГНЦ. Отбор больных проводился с использованием клинико-психопатологического метода. Выделение вкДНК проводили методом экстракции органическими растворителями. Концентрацию внеклеточной ДНК определяли флуориметрически. Уровень 8-OHdG в составе вкДНК определяли по связыванию соответствующих антител на мембранных фильтрах, эндонуклеазную активность определяли методом радиальной диффузии в геле. G0-лимфоциты периферической крови выделяли методом градиентного центрифугирования. Уровень 8-OHdG и уровень фосфорилированной формы гистона H2AX (γH2AX) в G0-лимфоцитах периферической крови анализировали в фиксированных клетках методом проточной цитофлуориметрии с использованием соответствующих антител. Статистическую обработку проводили с использованием программ Excel Microsoft Office, Statistica 6.0, StatGraph. Результаты и заключение: окислительный стресс имеет разную выраженность при РАС, протекающих в тяжелой форме (АА) и легкой/средней форме (ДА). При ДА уровень окислительных повреждений ДНК лимфоцитов имеет тенденцию к повышению, но не достигает уровня достоверности; уровень окислительных повреждений внеклеточной ДНК не отличается от контроля. При АА и еще в более сильной степени при ШД уровень окислительных повреждений ДНК клеток и внеклеточной ДНК значительно повышен, что свидетельствует о развитии системного окислительного стресса, который не компенсируется антиокислительной системой организма. Уровень 8-OHdG в составе вкДНК и ДНК ядер клеток периферической крови может являться маркером окислительного стресса, что важно не только для диагностики тяжести течения патологического процесса, но и для разработки схем терапии ШД и РАС у детей.

Об авторах

С. Г. Никитина
Научный центр психического здоровья
Россия

Светлана Геннадьевна Никитина, младший научный сотрудник, отдел детской психиатрии

Москва



Е. С. Ершова
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова; Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Россия

Елизавета Сергеевна Ершова, кандидат биологических наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва



Ю. М. Чудакова
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
Россия

Юлия Михайловна Чудакова, научный сотрудник, лаборатория молекулярной биологии

Москва



Г. В. Шмарина
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
Россия

Галина Васильевна Шмарина, кандидат медицинских наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва



Н. Н. Вейко
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
Россия

Наталья Николаевна Вейко, доктор биологических наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва



А. В. Мартынов
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
Россия

Андрей Владимирович Мартынов, кандидат биологических наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва



С. Э. Костюк
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
Россия

Светлана Эдмундовна Костюк, лаборант-исследователь, лаборатория молекулярной биологии

Москва



А. А. Модестов
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России
Россия

Александр Андреевич Модестов, cтудент

Москва



Т. М. Рожнова
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России
Россия

Татьяна Михайловна Рожнова, кандидат медицинских наук, доцент, кафедра медицинской генетики

Москва



В. Л. Ижевская
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
Россия

Вера Леонидовна Ижевская, доктор медицинских наук, заместитель директора по научной работе

Москва



С. В. Костюк
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова; Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Россия

Светлана Викторовна Костюк, доктор биологических наук, заведующая лабораторией, лаборатория молекулярной биологии

Москва



Н. В. Симашкова
Научный центр психического здоровья
Россия

Наталья Валентиновна Симашкова, профессор, доктор медицинских наук, заведующая отделом детской психиатрии

Москва



Список литературы

1. Психические расстройства и расстройства поведения (F00–F99). Класс V МКБ-10, адаптированный для использования в Российской Федерации. Под общ. ред. Б.А. Казаковцева, В.Б. Голланда. М.: Минздрав России; 1998:512 с. Mental disorders and behavioural disorders (F00– F99). (Klass V MKB-10, adaptirovannyj dlja ispol’zovanija v Rossijskoj Federacii). Pod obshch. red. Kazakovceva BA, Gollanda VB. M.: Minzdrav Rossii; 1998:512 p. (In Russ.).

2. American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition (DSM-5). Arlington, VA: American Psychiatric Publishing. 2013:992 p.

3. Upthegrove R, Khandaker GM. Cytokines, Oxidative Stress and Cellular Markers of Inflammation in Schizophrenia. Curr Top Behav Neurosci. 2020;44:49–66. doi: 10.1007/7854_2018_88 PMID: 31115797

4. Thorsen M. Oxidative stress, metabolic and mitochondrial abnormalities associated with autism spectrum disorder. Prog Mol Biol Transl Sci. 2020;173:331–354. doi: 10.1016/bs.pmbts.2020.04.018 Epub 2020 May 15. PMID: 32711815

5. Emiliani FE, Sedlak TW, Sawa A. Oxidative stress and schizophrenia: recent breakthroughs from an old story. Curr Opin Psychiatry. 2014;27(3):185–190. doi: 10.1097/YCO.0000000000000054 PMID: 24613987; PMCID: PMC4054867

6. McGrath JJ, Mortensen PB, Visscher PM, Wray NR. Where GWAS and epidemiology meet: opportunities for the simultaneous study of genetic and environmental risk factors in schizophrenia. Schizophr Bull. 2013;39(5):955–959. doi: 10.1093/schbul/sbt108 Epub 2013 Aug 1. PMID: 23907349; PMCID: PMC3756798

7. Abdul F, Sreenivas N, Kommu JVS, Banerjee M, Berk M, Maes M, Leboyer M, Debnath M. Disruption of circadian rhythm and risk of autism spectrum disorder: role of immune-inflammatory, oxidative stress, metabolic and neurotransmitter pathways. Rev Neurosci. 2021;May 27. doi: 10.1515/revneuro-2021-0022 Epub ahead of print. PMID: 34047147

8. Fraguas D, Díaz-Caneja CM, Rodríguez-Quiroga A, Arango C. Oxidative Stress and Inflammation in Early Onset First Episode Psychosis: A Systematic Review and Meta-Analysis. Int J Neuropsychopharmacol. 2017;20(6):435–444. doi: 10.1093/ijnp/pyx015 PMID: 28575316; PMCID: PMC5452799

9. Alameda L, Fournier M, Khadimallah I, Griffa A, Cleusix M, Jenni R, Ferrari C, Klauser P, Baumann PS, Cuenod M, Hagmann P, Conus P, Do KQ. Redox dysregulation as a link between childhood trauma and psychopathological and neurocognitive profile in patients with early psychosis. Proc Natl Acad Sci USA. 2018;115(49):12495–12500. doi: 10.1073/pnas.1812821115 Epub 2018 Nov 19. PMID: 30455310; PMCID: PMC6298080

10. Башина ВМ, Горбачевская НЛ, Клюшник ТП, Симашкова НВ, Якупова ЛП, Даниловская ЕВ, Туркова ИЛ. Маркеры критических периодов онтогенеза и их связь с психическими расстройствами у детей. XII Съезд психиатров России. М., 1995:361–363. Bashina VM, Gorbachevkaya NL, Klushnik TP, Simashkova NV, Yakupova LP, Danilovskaya EV, Turkova IL. Markers of critical periods of ontogenesis and their relationship with mental disorders in children. 12th Congress of Russian Psychiatrists. М., 1995:361–363. (In Russ.).

11. Shmarina GV, Ershova ES, Simashkova NV, Nikitina SG, Chudakova JM, Veiko NN, Porokhovnik LN, Basova AY, Shaposhnikova AF, Pukhalskaya DA, Pisarev VM, Korovina NJ, Gorbachevskaya NL, Dolgikh OA, Bogush M, Kutsev SI, Kostyuk SV. Oxidized cell-free DNA as a stress-signaling factor activating the chronic inflammatory process in patients with autism spectrum disorders. J Neuroin ammation. 2020;17(1):212. doi: 10.1186/s12974-020-01881-7 PMID: 32677958; PMCID: PMC7364812

12. Koga M, Serritella AV, Sawa A, Sedlak TW. Implications for reactive oxygen species in schizophrenia pathogenesis. Schizophr Res. 2016;176(1):52–71. doi: 10.1016/j.schres.2015.06.022 Epub 2015 Nov 15. PMID: 26589391

13. Simashkova NV, Boksha IS, Klyushnik TP, Iakupova LP, Ivanov MV, Mukaetova-Ladinska EB. Diagnosis and Management of Autism Spectrum Disorders in Russia: Clinical-Biological Approaches. J Autism Dev Disord. 2019;49(9):3906–3914. doi: 10.1007/s10803-019-04071-4 PMID: 31124027

14. Schopler E, Reichler R, Rochen Renner B. The childhood autism rating scale. Western Psychological Services; 1988.

15. Opler LA, Kay SR, Lindenmayer JP, Fiszbein A. Structured Clinical Interview Positive and Negative Syndrome Scale (SCI-PANSS). Multi-Health Systems Inc. 1999;4:15 p.

16. Bush G, Fink M, Petrides G, Dowling F, Francis A. Catatonia. I. Rating scale and standardized examination. Acta Psychiatr Scand. 1996;93(2):129–136. doi: 10.1111/j.1600-0447.1996.tb09814.x PMID: 8686483

17. Nasrallah H, Morosini P, Gagnon DD. Reliability, validity and ability to detect change of the Personal and Social Performance scale in patients with stable schizophrenia. Psychiatry Res. 2008;161(2):213–224. doi: 10.1016/j.psychres.2007.11.012 Epub 2008 Oct 11. PMID: 18848731

18. Chestkov IV, Jestkova EM, Ershova ES, Golimbet VG, Lezheiko TV, Kolesina NY, Dolgikh OA, Izhevskaya VL, Kostyuk GP, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. ROS-Induced DNA Damage Associates with Abundance of Mitochondrial DNA in White Blood Cells of the Untreated Schizophrenic Patients. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:8587475. doi: 10.1155/2018/8587475 PMID: 29682166; PMCID: PMC5845523

19. Weyemi U, Dupuy C. The emerging role of ROS-generating NADPH oxidase NOX4 in DNA-damage responses. Mutat Res. 2012;751(2):77–81. doi: 10.1016/j.mrrev.2012.04.002 Epub 2012 May 8. PMID: 22580379

20. Sedelnikova OA, Redon CE, Dickey JS, Nakamura AJ, Georgakilas AG, Bonner WM. Role of oxidatively induced DNA lesions in human pathogenesis. Mutat Res. 2010;704(1–3):152–159. doi: 10.1016/j.mrrev.2009.12.005 Epub 2010 Jan 8. PMID: 20060490; PMCID: PMC3074954

21. Cossarizza A, Ferraresi R, Troiano L, Roat E, Gibellini L, Bertoncelli L, Nasi M, Pinti M. Simultaneous analysis of reactive oxygen species and reduced glutathione content in living cells by polychromatic flow cytometry. Nat Protoc. 2009;4(12):1790–1797. doi: 10.1038/nprot.2009.189 PMID: 20010930

22. Rodriguez GP, Song JB, Crouse GF. In vivo bypass of 8-oxodG. PLoS Genet. 2013;9(8):e1003682. doi: 10.1371/journal.pgen.1003682 Epub 2013 Aug 1. PMID: 23935538; PMCID: PMC373121.

23. Ermakov AV, Konkova MS, Kostyuk SV, Izevskaya VL, Baranova A, Veiko NN. Oxidized extracellular DNA as a stress signal in human cells. Oxid Med Cell Longev. 2013;2013:649747. doi: 10.1155/2013/649747 Epub 2013 Mar 6. PMID: 23533696; PMCID: PMC3606786

24. Жесткова ЕМ, Ершова ЕС, Мартынов АВ, Захарова НВ, Костюк ГП, Вейко НН, Костюк СВ. Концентрация циркулирующей внеклеточной ДНК в плазме периферической крови больных с острыми психозами эндогенной и экзогенной этиологии. Психиатрия. 2021;19(3):6–14. https://doi.org/10.30629/2618-6667-2021-19-3-6-14 Jestkova EM, Ershova ES, Martynov AV, Zakharova NV, Kostyuk GP, Veiko NN, Kostyuk SV. Concentration of circulating cell-free DNA in the peripheral blood plasma of patients with acute endogenous and exogenous etiology psychoses. Psychiatry (Moscow) (Psikhiatriya). 2021;19(3):6– 14. (In Russ.). https://doi.org/10.30629/2618-6667-2021-19-3-6-14

25. Ermakov EA, Dmitrieva EM, Parshukova DA, Kazantseva DV, Vasilieva AR, Smirnova LP. Oxidative Stress-Related Mechanisms in Schizophrenia Pathogenesis and New Treatment Perspectives. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:8881770. doi: 10.1155/2021/8881770 PMID: 33552387; PMCID: PMC7847339

26. Sergeeva VA, Ershova ES, Veiko NN, Malinovskaya EM, Kalyanov AA, Kameneva LV, Stukalov SV, Dolgikh OA, Konkova MS, Ermakov AV, Veiko VP, Izhevskaya VL, Kutsev SI, Kostyuk SV. Low-Dose Ionizing Radiation Affects Mesenchymal Stem Cells via Extracellular Oxidized Cell-Free DNA: A Possible Mediator of Bystander Effect and Adaptive Response. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:9515809. doi: 10.1155/2017/9515809 Epub 2017 Aug 22. PMID: 28904740; PMCID: PMC5585687


Рецензия

Для цитирования:


Никитина С.Г., Ершова Е.С., Чудакова Ю.М., Шмарина Г.В., Вейко Н.Н., Мартынов А.В., Костюк С.Э., Модестов А.А., Рожнова Т.М., Ижевская В.Л., Костюк С.В., Симашкова Н.В. Окислительные повреждения ДНК клеток периферической крови и внеклеточной ДНК плазмы крови как показатель тяжести окислительного стресса при расстройствах аутистического спектра и шизофрении у детей. ПСИХИАТРИЯ. 2021;19(4):15-25. https://doi.org/10.30629/2618-6667-2021-19-4-15-25

For citation:


Nikitina S.G., Ershova E.S., Chudakova J.M., Shmarina G.V., Veiko N.N., Martynov A.V., Kostuk S.E., Modestov A.А., Rozhnova T.M., Izhevskaya V.L., Kostuk S.V., Simashkova N.V. Oxidative DNA Damage of Peripheral Blood Cells and Blood Plasma Сell-Free DNA as an Indicator of the Oxidative Stress Level in Children with Autism Spectrum Disorders and Schizophrenia. Psikhiatriya. 2021;19(4):15-25. (In Russ.) https://doi.org/10.30629/2618-6667-2021-19-4-15-25

Просмотров: 388


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1683-8319 (Print)
ISSN 2618-6667 (Online)