oncotomskСибирский онкологический журналSiberian journal of oncology1814-48612312-3168Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciences10.21294/1814-4861-2019-18-1-56-64oncotomsk-960Research ArticleЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯLABORATORY AND EXPERIMENTAL STUDIESОпухоль-ассоциированные мезенхимные стволовые клетки при химически-индуцированном раке молочной железы у крыс WistarTumor-associated mesenchymal stem cells in chemically-induced breast cancer in Wistar ratshttps://orcid.org/0000-0003-4897-8676ЛыковА. П.LykovA. P.

Лыков Александр Петрович, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточных технологий; старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, Центр новых технологий.SPIN‐код: 4883‐0887. Author ID (Scopus): 7005078323. Researcher ID (WOS): I‐1999‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2;г. Новосибирск, 630055, ул. Речкуновская, 152

Alexander P. Lykov, MD, PhD, Leading Researcher, Laboratory of Cellular Technologies; Stuff Researcher, Cellular Technologies Laboratory. Author ID (Scopus): 7005078323. Researcher ID (WOS): I‐1999‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk;15, Rechkunovskaya Street, 630055-Novosibirsk

aplykov2@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4741-6674КабаковА. В.KabakovA. V.

Кабаков Алексей Васильевич, младший научный сотрудник лаборатории физиологии протективной системы.SPIN‐код: 8615‐2370. Author ID (Scopus): 57190570129. Researcher ID (WOS): J‐3271‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2.

Alexei V. Kabakov, MD, Researcher, Laboratory of Protective System Physiology.Author ID (Scopus): 57190570129. Researcher ID (WOS): J‐3271‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-8443-656XБондаренкоН. А.BondarenkoN. A.

Бондаренко Наталья Анатольевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных технологий; старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, Центр новых технологии.SPIN‐код: 5722‐7157. Author ID (Scopus): 16424587900. Researcher ID (WOS): I‐2000‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2;г. Новосибирск, 630055, ул. Речкуновская, 152

Nataliya A. Bondarenko, PhD, Researcher, Laboratory of Cellular Technologies; Stuff Researcher, Cellular Technologies Laboratory. Author ID (Scopus): 16424587900. Researcher ID (WOS): I‐2000‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk;15, Rechkunovskaya Street, 630055-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0001-9956-0056ПовещенкоО. В.PoveshchenkoO. V.

Повещенко Ольга Владимировна, доктор медицинских наук, заведующая лабораторией клеточных технологии; старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, Центра новых технологий.SPIN‐код: 1451‐4467. Author ID (Scopus): 6505824790. Researcher ID (WOS): J‐3328‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2;г. Новосибирск, 630055, ул. Речкуновская, 152

Olga V. Poveshchenko, MD, DSc, Head of Laboratory of Cellular Technologies; Head of Laboratory, Cellular Technologies Laboratory. Author ID (Scopus): 6505824790. Researcher ID (WOS): J‐3328‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk;15, Rechkunovskaya Street, 630055-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0003-0883-9516РайтерТ. В.RayterT. V.

Райтер Татьяна Владимировна, младший научный сотрудник лаборатории физиологии протективной системы.SPIN‐код: 6424‐1517. Author ID (Scopus): 57190571932.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2.

Tatjana V. Raiter, Researcher, Laboratory of Protective System Physiology. Author ID (Scopus): 57190571932.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0003-3947-4038КазаковО. В.KazakovO. V.

Казаков Олег Васильевич, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии протективной системы.SPIN‐код: 4565‐7180. Author ID (Scopus): 57192956902. Researcher ID (WOS): J‐3282‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2.

Oleg V. Kazakov, MD, PhD, Senior Researcher, Laboratory of Protective System Physiology.Author ID (Scopus): 57192956902. Researcher ID (WOS): J‐3282‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0003-4357-7443СтрункинД. Н.StrunkinD. N.

Стрункин Дмитрий Николаевич, врач‐онколог.SPIN‐код: 1983‐9314. Author ID (Scopus): 12800338500.

г. Новосибирск, 630099, ул. Ядринцевская, 143

Dimitri N. Strunkin, MD, Oncologist.Author ID (Scopus): 12800338500.

15, Rechkunovskaya Street, 630055-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-4752-988XСуровцеваМ. А.SurovtsevaM. A.

Суровцева Мария Александровна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологии; старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, Центр новых технологии.SPIN‐код: 5597‐4170. Author ID (Sco‐ pus): 35075192200. Researcher ID (WOS): J‐3408‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2;г. Новосибирск, 630055, ул. Речкуновская, 152

Maria A. Surovtseva, MD, PhD, Senior Researcher, Laboratory of Cellular Technologies; Stuff Researcher, Cellular Technologies Laboratory. Author ID (Scopus): 35075192200. Researcher ID (WOS): J‐3408‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk;15, Rechkunovskaya Street, 630055-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-4433-7110ПовещенкоА. Ф.PoveshchenkoA. F.

Повещенко Александр Федорович, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией физиологии протективной системы; ведущий научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, Центр новых технологии; преподаватель.SPIN‐код: 6495‐7412. Author ID (Scopus): 6603573909. Researcher ID (WOS): J‐3424‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2; г. Новосибирск, 630055, ул. Речкуновская, 152; г. Новосибирск, 630099, ул. Ядринцевская, 143; г. Новосибирск, 630091, Красный Проспект, 524; г. Новосибирск, 630126, ул. Вилюйская, 285

Alexander F. Poveshchenko, MD, DSc, Head of Laboratory of Protective System Physiology; Senior Researcher, Cellular Technologies Laboratory; Teacher, Novosibirsk State Medical University; Teacher, Novosibirsk State Pedagogic University.Author ID (Scopus): 6603573909. Researcher ID (WOS): J‐3424‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk; 15, Rechkunovskaya Street, 630055-Novosibirsk; 14, Yadrintsevskaya Street, 630099-Novosibirsk; 52, Krasny prospect, 630091-Novosibirsk; 28, Vilyuiskaya Street, 630126-Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0001-7385-6270КоненковВ. И.KonenkovV. I.

Коненков Владимир Иосифович, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, научный руководитель.SPIN‐код: 7822‐9674. Author ID (Scopus): 7005910476. Researcher ID (WOS): J‐6329‐2018.

г. Новосибирск, 630060, ул. Тимакова, 2.

Vladimir I. Konenkov, MD, DSc, Professor, Member of the Russian Academy of Sciences. Author ID (Scopus): 7005910476. Researcher ID (WOS): J‐6329‐2018.

2, Timakova Street, 630060-Novosibirsk

Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; ФГБУ«Национальный медицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации»РоссияResearch Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics. Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Research Institute of Circulation Pathology, Ministry of Health Care of Russian FederationRussian FederationНаучно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукРоссияResearch Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics. Siberian Branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»РоссияResearch Institute of Circulation Pathology, Ministry of Health Care of Russian FederationRussian FederationНаучно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; ФГБУ«Национальный медицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации»; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»; ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет»; ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет»РоссияResearch Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics. Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Research Institute of Circulation Pathology, Ministry of Health Care of Russian Federation; Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology; Novosibirsk State Medical University; Novosibirsk State Pedagogic UniversityRussian Federation2019270220191815664Copyright © Лыков А.П., Кабаков А.В., Бондаренко Н.А., Повещенко О.В., Райтер Т.В., Казаков О.В., Стрункин Д.Н., Суровцева М.А., Повещенко А.Ф., Коненков В.И., 20192019Лыков А.П., Кабаков А.В., Бондаренко Н.А., Повещенко О.В., Райтер Т.В., Казаков О.В., Стрункин Д.Н., Суровцева М.А., Повещенко А.Ф., Коненков В.И.Lykov A.P., Kabakov A.V., Bondarenko N.A., Poveshchenko O.V., Rayter T.V., Kazakov O.V., Strunkin D.N., Surovtseva M.A., Poveshchenko A.F., Konenkov V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/960

Цель исследования – сравнить морфофункциональные свойства мезенхимных стволовых клеток из тканей молочной железы и ткани химически-индуцированной опухоли молочной железы. материал и методы. У 20 крыс-самок Wistar после синхронизации эструса хорионическим гонадотропином, интрамаммарным введением N-метил-N-нитрозомочевины индуцирована аденокарцинома молочной железы, контрольную группу составили 5 крыс. Верификацию опухоли проводили гистологически и иммуногистохимически. Принадлежность выделенных клеток из ткани молочной железы и опухоли молочной железы к мезенхимным стволовым клеткам верифицировали на основании морфологии и фенотипирования на проточном цитофлуориметре FACS Canto II. Функциональные свойства мезенхимных стволовых клеток оценивали в МТТ-тесте и по уровню продукции оксида азота в норме и при индукции перекисью водорода окислительного стресса. Уровни пролактина, лютеинизирующего гормона и эстрадиола Е2 в моче исследовали твердофазным иммуноферментным анализом. Результаты. Химически индуцированная опухоль молочной железы по данным гистологического и иммуногистохимического исследования соответствовала люминальному В1 типу рака молочной железы у человека. Уровни пролактина в моче после синхронизации эструса у животных с развившейся опухолью были повышены, а у животных с неразвившейся опухолью молочной железы снижены уровни пролактина и лютеинизирующего гормона, но повышены уровни эстрадиола Е2. Из ткани опухоли молочной железы получено большее количество мезенхимных стволовых клеток с фенотипом CD45-/CD90+. Мезенхимные стволовые клетки из ткани опухоли проявляли повышенный пролиферативный потенциал и были более устойчивы к окислительному стрессу. заключение. Из ткани химически индуцированной опухоли молочной железы получены опухоль-ассоциированные мезенхимные стволовые клетки, которые имеют высокий пролиферативный потенциал и устойчивы к окислительному стрессу. Выявленные морфофункциональные различия мезенхимных стволовых клеток из тканей молочных желез и ткани опухоли молочной железы требуют дальнейшего исследования.

Objective: to compare the morphological and functional properties of mesenchymal stem cells from mammary tissues and chemically-induced mammary tumor tissues. material and methods. The study included 25 female Wistar rats. In 20 rats, mammary carcinoma was induced by intramammary injection of N-methyl-N-nitrosourea after estrus synchronization with chorionic gonadotropin. The control group consisted of 5 rats. Mammary carcinoma was verified histologically and immunohistochemically. To examine, whether the cells isolated from normal tissue and tumor tissue belonged to mesenchymal stem cells, FACS Canto II flow cytofluorometer was used. The functional properties of mesenchymal stem cells were evaluated in MTT assay by the level of nitric oxide production in normal and by hydrogen peroxide-induced hypoxia. The levels of prolactin, luteinizing hormone and estradiol E2 in urine were studied using solid-phase enzyme-linked immunosorbent assay. results. Chemically-induced mammary tumor according to histological and immunohistochemical studies corresponded to luminal B type breast cancer in humans. In rats that developed mammary tumors, the urine prolactin levels after synchronization of estrus were increased. In rats that did not develop tumors, the levels of prolactin and luteinizing hormone were decreased, but the levels of estradiol E2 were increased. More mesenchymal stem cells with CD45-/CD90+phenotype were obtained from the breast tumor tissue. Mesenchymal stem cells from tumor tissue showed increased proliferative potential and were more resistant to hypoxia. conclusion. Tumor- associated mesenchymal stem cells having high proliferative potential and resistance to hypoxia were obtained from chemically-induced mammary tumor tissue. Morphologic and functional differences in mesenchymal stem cells obtained from mammary breast tissue and tumor tissue require further studies.

опухоль молочной железымезенхимные стволовые клеткипролиферацияоксид азотаполовые гормонымочаbreast tumormesenchymal stem cellsproliferationnitric oxidesex hormonesurineReferencesЧочиева А.Р. Исследование влияния летрозола на некоторые показатели гормонально‐метаболического статуса при эксперимен‐ тальном раке молочной железы. Сибирский онкологический журнал. 2008; 1: 100–102. [Chochieva A.R. The study of the influence of letrosole on some factors of gormonal and metabolic status under experimental carcinogenesis of the mammary gland. Siberian Journal of Oncology. 2008; 1: 100–102. (in Russian)].Чочиева А.Р. Исследование влияния летрозола на некоторые показатели гормонально‐метаболического статуса при эксперимен‐ тальном раке молочной железы. Сибирский онкологический журнал. 2008; 1: 100–102. [Chochieva A.R. The study of the influence of letrosole on some factors of gormonal and metabolic status under experimental carcinogenesis of the mammary gland. Siberian Journal of Oncology. 2008; 1: 100–102. (in Russian)].Лыков А.П., Кабаков А.В., Казаков О.В., Бондаренко Н.А., Повещенко О.В., Райтер Т.В., Повещенко А.Ф., Стрункин Д.Н., Коненков В.И. Уровни микроРНК и гормонов в лимфе грудного протока крыс на модели рака молочной железы, индуцированной N‐метил‐N‐нитрозомочевиной. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016; 162 (9): 374–377. [Lykov A.P., Kabakov A.V., Kazakov O.V., Bondarenko N.A., Poveshchenko O.V., Raiter T.V., Poveshchenko A.F., Strunkin D.N., Konenkov V.I. Levels of miRNAs and hormones in the lymph of the thoracic duct of rats on a model of breast cancer induced by N‐methyl‐N‐nitrosourea. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016; 162 (9): 374–377. (in Russian)].Лыков А.П., Кабаков А.В., Казаков О.В., Бондаренко Н.А., Повещенко О.В., Райтер Т.В., Повещенко А.Ф., Стрункин Д.Н., Коненков В.И. Уровни микроРНК и гормонов в лимфе грудного протока крыс на модели рака молочной железы, индуцированной N‐метил‐N‐нитрозомочевиной. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016; 162 (9): 374–377. [Lykov A.P., Kabakov A.V., Kazakov O.V., Bondarenko N.A., Poveshchenko O.V., Raiter T.V., Poveshchenko A.F., Strunkin D.N., Konenkov V.I. Levels of miRNAs and hormones in the lymph of the thoracic duct of rats on a model of breast cancer induced by N‐methyl‐N‐nitrosourea. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016; 162 (9): 374–377. (in Russian)].Farhat G.N., Cummings S.R., Chlebowski R.T., Parimi N., Cauley J.A., Rohan T.E., Huang A.J., Vitolins M., Hubbell F.A., Manson J.E., Cochrane B.B., Lane D.S., Lee J.S. Sex hormone levels and risks of estrogen receptor‐negative and estrogen receptor‐positive breast cancers. J Natl Cancer Inst. 2011 Apr 6; 103 (7): 562–70. doi: 10.1093/jnci/djr031.Farhat G.N., Cummings S.R., Chlebowski R.T., Parimi N., Cauley J.A., Rohan T.E., Huang A.J., Vitolins M., Hubbell F.A., Manson J.E., Cochrane B.B., Lane D.S., Lee J.S. Sex hormone levels and risks of estrogen receptor‐negative and estrogen receptor‐positive breast cancers. J Natl Cancer Inst. 2011 Apr 6; 103 (7): 562–70. doi: 10.1093/jnci/djr031.Al-Rakan M.A., Colak D., Hendrayani S.F., Al-Bakheet A., Al-Mohanna F.H., Kaya N., Al-Malik O., Aboussekhra A. Breast stromal fi‐ broblasts from histologically normal surgical margins are pro‐carcinogenic. J Pathol. 2013 Dec; 231 (4): 457–65. doi: 10.1002/path.4256.Al-Rakan M.A., Colak D., Hendrayani S.F., Al-Bakheet A., Al-Mohanna F.H., Kaya N., Al-Malik O., Aboussekhra A. Breast stromal fi‐ broblasts from histologically normal surgical margins are pro‐carcinogenic. J Pathol. 2013 Dec; 231 (4): 457–65. doi: 10.1002/path.4256.Cuiffo B.G., Campagne A., Bell G.W., Lembo A., Orso F., Lien E.C., Bhasin M.K., Raimo M., Hanson S.E., Marusyk A., El-Ashry D., Hematti P., Polyak K., Mechta-Grigoriou F., Mariani O., Volinia S., Vincent-Salomon A., Taverna D., Karnoub A.E. MSC‐regulated microRNAs con‐ verge on the transcription factor FOXP2 and promote breast cancer metastasis. Cell Stem Cell. 2014 Dec 4; 15 (6): 762–74. doi: 10.1016/j. stem.2014.10.001.Cuiffo B.G., Campagne A., Bell G.W., Lembo A., Orso F., Lien E.C., Bhasin M.K., Raimo M., Hanson S.E., Marusyk A., El-Ashry D., Hematti P., Polyak K., Mechta-Grigoriou F., Mariani O., Volinia S., Vincent-Salomon A., Taverna D., Karnoub A.E. MSC‐regulated microRNAs con‐ verge on the transcription factor FOXP2 and promote breast cancer metastasis. Cell Stem Cell. 2014 Dec 4; 15 (6): 762–74. doi: 10.1016/j. stem.2014.10.001.Zhang C., Zhai W., Xie Y., Chen Q., Zhu W., Sun X. Mesenchymal stem cells derived from breast cancer tissue promote the proliferation and migration of the MCF‐7 cell line in vitro. Oncol Lett. 2013 Dec; 6 (6): 1577–1582.Zhang C., Zhai W., Xie Y., Chen Q., Zhu W., Sun X. Mesenchymal stem cells derived from breast cancer tissue promote the proliferation and migration of the MCF‐7 cell line in vitro. Oncol Lett. 2013 Dec; 6 (6): 1577–1582.El-Abd E., Matta C.A., Sheta M., El-Kerm Y., Sakr S. Histopatho‐ logical characteristics of breast cancer and evaluation of ER alpha and Her‐2neu using immunohistochemical and RT‐PCR techniques. Alexandria J Medicine. 2014; 50: 275–282.El-Abd E., Matta C.A., Sheta M., El-Kerm Y., Sakr S. Histopatho‐ logical characteristics of breast cancer and evaluation of ER alpha and Her‐2neu using immunohistochemical and RT‐PCR techniques. Alexandria J Medicine. 2014; 50: 275–282.Katanov C., Lerrer S., Liubomirski Y., Leider-Trejo L., Meshel T., Bar J., Feniger-Barish R., Kamer I., Soria-Artzi G., Kahani H., Banerjee D., Ben-Baruch A. Regulation of the inflammatory profile of stromal cells in human breast cancer: prominent roles for TNF‐α and the NF‐κB pathway. Stem Cell Res Ther. 2015 May 1; 6: 87. doi: 10.1186/s13287‐ 015‐0080‐7.Katanov C., Lerrer S., Liubomirski Y., Leider-Trejo L., Meshel T., Bar J., Feniger-Barish R., Kamer I., Soria-Artzi G., Kahani H., Banerjee D., Ben-Baruch A. Regulation of the inflammatory profile of stromal cells in human breast cancer: prominent roles for TNF‐α and the NF‐κB pathway. Stem Cell Res Ther. 2015 May 1; 6: 87. doi: 10.1186/s13287‐ 015‐0080‐7.Lacerda L., Debeb B.G., Smith D., Larson R., Solley T., Xu W., Krishnamurthy S., Gong Y., Levy L.B., Buchholz T., Ueno N.T., Klopp A., Woodward W.A. Mesenchymal stem cells mediate the clinical phenotype of inflammatory breast cancer in a preclinical model. Breast Cancer Res. 2015; 17: 42. doi: 10.1186/s13058‐015‐0549‐4.Lacerda L., Debeb B.G., Smith D., Larson R., Solley T., Xu W., Krishnamurthy S., Gong Y., Levy L.B., Buchholz T., Ueno N.T., Klopp A., Woodward W.A. Mesenchymal stem cells mediate the clinical phenotype of inflammatory breast cancer in a preclinical model. Breast Cancer Res. 2015; 17: 42. doi: 10.1186/s13058‐015‐0549‐4.Usha L., Rao G., Christopherson Ii K., Xu X. Mesenchymal stem cells develop tumor tropism but do not accelerate breast cancer tumori‐ genesis in a somatic mouse breast cancer model. PLoS One. 2013 Sep 12; 8 (9): e67895. doi: 10.1371/journal.pone.0067895.Usha L., Rao G., Christopherson Ii K., Xu X. Mesenchymal stem cells develop tumor tropism but do not accelerate breast cancer tumori‐ genesis in a somatic mouse breast cancer model. PLoS One. 2013 Sep 12; 8 (9): e67895. doi: 10.1371/journal.pone.0067895.Zhao M., Sachs P.C., Wang X., Dumur C.I., Idowu M.O., Robila V., Francis M.P., Ware J., Beckman M., Rizki A., Holt S.E., Elmore L.W. Mesenchymal stem cells in mammary adipose tissue stimulate progres‐ sion of breast cancer resembling the basal‐type. Cancer Biol Ther. 2012 Jul; 13 (9): 782–92.Zhao M., Sachs P.C., Wang X., Dumur C.I., Idowu M.O., Robila V., Francis M.P., Ware J., Beckman M., Rizki A., Holt S.E., Elmore L.W. Mesenchymal stem cells in mammary adipose tissue stimulate progres‐ sion of breast cancer resembling the basal‐type. Cancer Biol Ther. 2012 Jul; 13 (9): 782–92.

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